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Maßgeschneiderte Automatisierung

01 Christoph Melzer ist General Operative Manager der Automata GmbH & Co. KG in Ried

02 Flexibel und bei Bedarf komplett offen: Programmable Automation Controller A2

03 In Kombination: A2-Panel und Steuerungslösung

04 Für die Sercos-III- oder Ethercat-Kommunikation gerüstet: Schrittmotorsteuerung SMC3

Maschinenbauer setzen oft auf individuelle Steuerungslösungen, um ihr Know-how zu schützen und sich noch besser von ihren Wettbewerbern abzuheben. Als zuverlässiger und kompetenter Partner für innovative Automatisierungslösungen hat sich das Unternehmen Cannon-Automata im Markt etabliert. Die etz-Redaktion sprach mit dem General Operative Manager Christoph Melzer über flexible Automatisierungstechnik.

Maschinenbauer erwarten zunehmend genau auf ihre Bedürfnisse zugeschnittene Automatisierungslösungen. Dies gilt auch für den Maschinen- und Anlagenhersteller Cannon. „Die Cannon-Gruppe – nicht zu verwechseln mit dem japanischen Kamera- und Druckerhersteller – besteht aus drei Unternehmensbereichen“, erläutert Christoph Melzer, General Operative Manager der Automata GmbH & Co. KG in Ried (Bild 1). Der größte Bereich beschäftigt sich mit der Herstellung von Kunststoffverarbeitungsmaschinen. Ein wichtiger Schwerpunkt bildet dabei Polyurethan (PUR), welches im Automobilbau, in der Kältetechnik und in der Baubranche zum Einsatz kommt. Auf dem PUR-Sektor ist Cannon Weltmarktführer. Ein weiterer Unternehmensbereich konzentriert sich auf die Energie- und Umwelttechnik. Gerade, weil kundenspezifische Automatisierungslösungen in der eigenen Gruppe so wichtig sind, gehört zu Cannon ein dritter Bereich – die Industrieelektronik: Der Bereich wurde Ende der 1980er-Jahre mit zwei Standorten gegründet, im Großraum München und nahe Mailand in Italien. Cannon-Automata stellt ein komplettes Programm an Automatisierungsprodukten und -dienstleistungen für den Maschinenbaumarkt zur Verfügung. Zusammen sind hier knapp 60 Mitarbeiter beschäftigt. Dazu kommen noch Servicebüros in Brasilien und in China. „Etwa ein Drittel der Mitarbeiter ist in der Entwicklung beschäftigt, die damit einen deutlichen Schwerpunkt bildet“, fügt C. Melzer an. „Neben unseren Standardprodukten liegt der Schwerpunkt auf kundenspezifischen Lösungen zum Steuern und Bedienen von Maschinen und Anlagen“, weiß der Geschäftsführer. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Hard- und Softwarekomponenten für die Ethernet-basierte Kommunikation in industrieller Umgebung. „Die Produkte, die wir für unsere Kunden entwickeln und produzieren, werden höchsten Leistungs- und Qualitätsanforderungen gerecht“, stellt er heraus. „Wir sind schnell und unkompliziert im Handeln, flexibel in der Problemlösung und stellen dabei die Wünsche und den Nutzen unserer Kunden in den Mittelpunkt.“

Kundenspezifische Steuerungslösungen im Fokus
Den wichtigsten Produktschwerpunkt bilden kundenspezifische Steuerungslösungen. Was spricht für solche kundenspezifischen Lösungen? „Das Gerätedesign passt exakt zum Aussehen der Maschine“, führt C. Melzer an. Aber oft sind auch die Kosten der Standardlösung zu hoch, weil nicht benötigte Funktionen mit gekauft werden müssen. Mit kundenspezifischen Lösungen werden die Spezifikationen zu 100 % erfüllt. „Mit unserer Steuerungstechnik müssen wir uns auch im eigenen Haus der Konkurrenz stellen“, berichtet C. Melzer. Dies war damals sogar der Grund für die Etablierung des Unternehmens Cannon-Automata. Denn nur wenn sich die Steuerungslösungen im hart umkämpften deutschen Markt behaupten, sind sie gut genug, in den Maschinen der Cannon-Gruppe eingesetzt zu werden. Heute kommen die Steuerungslösungen in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz. „Weite Verbreitung haben wir im Holzbearbeitungsmaschinenbau“, betont der Geschäftsführer. Aber auch Verpackungsmaschinenhersteller greifen oft auf Steuerungen des Automatisierungsspezialisten zurück. Ein weiteres Anwendungsfeld sind Maschinen für die Solarzellen- und für die Displayherstellung. „Ein Türöffner war bisher nicht selten unser Know-how für Sercos“, gibt der Manager zu. Doch auch die Steuerungen selbst sind mehr als wettbewerbsfähig.

Flexible und offene PAC-Lösung oder modulare Kompakt-SPS
Basis für diese kundenspezifischen Lösungen bilden Systeme wie der Programmable Automation Controller A2 (Bild 2) sowie der Hutschienen-Controller SCS3. „Der A2-PAC ist die 2. Generation unserer All-in-one-Maschinensteuerungen der A-Gerätereihe“, erläutert der Geschäftsführer. Die A2- Basiseinheiten setzen dabei neue Maßstäbe in Bezug auf Leistungsfähigkeit und Kommunikationsschnittstellen auf kleinstem Raum. Zu den Schnittstellen gehören neben Ethernet, USB und RS-232 sowie RS-422/485 Sercos oder Ethercat Master Interface sowie CAN und digitale IO. Programmierbar sind die Einheiten mit Codesys entsprechend IEC 61131- 3 oder – mit hoher Flexibilität – in Hochsprache C/C++. In der Basiseinheit kommen Intel-Atom-Multicore- oder I-Serie-CPU zum Einsatz. So steht bei geringer Größe und lüfterlosem Betrieb ausreichend Performance auch für anspruchsvolle Steuerungs- und Visualisierungsaufgaben zur Verfügung. „Die hohe Leistungsfähigkeit können Anwender völlig flexibel nutzen, da wir den Controller auch offen ausliefern“, ergänzt C. Melzer. Dabei werden die Applikationen vom Anwender in der Hochsprache erstellt. Der Mini-PCI-Express-Slot erweitert die Basiseinheit um zusätzliche Feldbusse und ergänzende Interfaces, wie WLAN, Bluetooth, GSM-Modem oder Firewire. In Bezug auf Speicherkapazität und -durchsatz ist sie neben einer schnellen Solid State Disk mit einer einfach zugänglichen SD-Card als Wechselmedium ausgestattet. Über die Panel-Interfaces des PAC lassen sich Bedienpanels der A- oder F-Serien über ein einziges Kabel anschließen, welches die Spannungsversorgung mit übernimmt. Die Touchpanels können damit bis zu 25 m von der Basiseinheit entfernt betrieben werden. Die Anforderungen einer modularen Kompakt-SPS erfüllt der Controller SCS3, der als Schnittstellen über CAN-Bus und Sercos-III-Realtime-Ethernet-Master oder -Slave-Interface verfügt. Die mit Codesys in der Version 3 programmierbare SPS-orientierte Einheit ist laut C. Melzer für die Automatisierung modularer Maschinen prädestiniert, vor allem weil sie die Vorteile einer kostengünstigen Kompaktsteuerung mit schneller, hochsynchroner und sicherer Kommunikation über Sercos III verbindet. „Der Controller für die Hutschiene ist schnell einsetzbar“, schließt er dazu ab.

Breites Spektrum an Industrie-PC- und HMI-Lösungen
Ergänzt werden die Steuerungslösungen mit einem breiten Spektrum an Visualisierungs- und HMI-Lösungen. Dazu gehören Panel-PC mit hochauflösenden Display, Webpanels und kompakte Bedienpanels mit verschiedenen Interfaces. Die HMI-Lösungen verfügen über Touchscreen, verschiedene Displaygrößen und Tastaturen für die Maschinenbedienung. Die Geräte sind für den Einsatz in industrieller Umgebung konzipiert. Neben den Standardprodukten stehen auch kunden- und anwendungsspezifische Bedienpanels und Industrie-PC zur Verfügung. Die Panels der A- und F-Serien werden oft mit den kundenspezifischen Steuerungslösungen in Kombination eingesetzt. Sie können bis zu 25 m abgesetzt vom Controller betrieben werden und erlauben so auf Basis der Einkabellösung vielfältige Installationsmöglichkeiten. Über Lichtwellenleiter sind sogar bis 100 m möglich. Das A2-Panel ist besonders flach und kann damit einfach und elegant in das Maschinengehäuse integriert werden (Bild 3). Brillante Displays, präzise Touchscreens und optionale Tasten und Bedienelemente, wie Schalter und Lampen, sind die Basis für die Realisierung intuitiver und ergonomischer Bedienerführungen. Das neutrale Design mit hochwertigen Aluminiumfronten erlaubt die Integration in praktisch jede Umgebung. Auch kundenspezifische Designs sind möglich. Statt der klassischen 19-Zoll-Einschübe setzt das Unternehmen auf eine eigene Technologie mit ausgefeilter Gehäusetechnik. So ermöglicht der B5 Wallmount-PC hohe Rechenleistung, umfangreiche Erweiterungsmöglichkeiten auf kleinstem Raum und zuverlässigen Betrieb rund um die Uhr in vier unterschiedlichen Montagerichtungen. C. Melzer: „Unser B5 ist die ideale Plattform für Anwendungen aus den Bereichen Visualisierung, PC-basierte Steuerungstechnik, Bildverarbeitung, Messwerterfassung und -verarbeitung, Maschinen- und Anlagen-Server und viele andere mehr.“

Gesammeltes Know-how für Sercos & Co.
„Für Sercos verfügen wir über reichhaltiges Know-how und können auf eine lange Historie verweisen“, setzt C. Melzer fort. „Wir haben die Entwicklungsschritte von Sercos alle intensiv begleitet und zählen heute zu den führenden Sercos-Experten.“ Nicht zuletzt deshalb sind Sercos International und Automata eng miteinander verbunden, was sich darin niederschlägt, dass das Unternehmen offizielles Support Center für Sercos-Automatisierungslösungen auf FPGA-Basis ist. „Wir leisten den kompletten Support für alle Unternehmen, die Sercos implementieren wollen – und zwar von der Entwicklung bis zur Auftragsfertigung inklusive aller Treiber und kompletter Kommunikations-Boards“, ergänzt der Automata-Chef. Die Sercos-Produkte werden dabei von namhaften Herstellern von Antrieben, IO-Modulen, Steuerungen und vielen anwendungsspezifischen Automatisierungsgeräten eingesetzt. Das gesammelte Know-how für die industrielle Kommunikation fließt dabei auch in die eigenen Steuerungslösungen ein. Allerdings sind die Kernprodukte von Automata für spezielle Aufgaben ausgelegt, sodass keine Wettbewerbssituation zu den Produkten der Sercos-Kunden entsteht. Als Beispiel führt C. Melzer die Schrittmotorsteuerung für die kostengünstige Realisierung von Positionierachsen mit Sercos- und Ethercat-Interface SMC3 an, die in dieser Form ein Alleinstellungsmerkmal im Markt hat (Bild 4).

Die Schrittmotorsteuerung unterstützt verschiedene Betriebsarten und eignet sich so für unterschiedliche Einsatzfälle. Im Positionier-Mode gibt die Steuerung eine Zielposition vor, die dann von der SMC3 mit parametrierbaren Beschleunigungs- und Geschwindigkeitswerten selbstständig angefahren wird. Ebenso wird die zyklische Vorgabe von Geschwindigkeitsoder Lagesollwerten unterstützt. Zum selbstständigen Referenzieren kann der Anwender zwischen verschiedenen, jeweils parametrierbaren Modi wählen. Die Onboard-IO (vier digitale Ausgänge, vier digitale Eingänge und ein Inkrementalgeber-Interface) erlauben die Realisierung einer kompletten Positionierachse mit Freigabe- und Statussignalen sowie Endschalter- und Referenzschalter-Eingängen. „Wir setzen für unsere Lösungen auf Sercos und Ethercat, da dies die leistungsfähigsten Realtime-Ethernet- Systeme sind“, ist C. Melzer überzeugt. Er gesteht diesen Systemen neben Profinet damit auch die größten Marktchancen zu. Durchgängig in allen Produkten des Hauses ist auch eine CANopen-Schnittstelle integriert. Ein weiteres neues Produkt speziell für Telemetrie- und M2M-Anwendungen heißt F3 Net und stellt laut C. Melzer eine Kombination aus Hutschienen- PC und einem GSM-Modem für HSPA 3G sowie Wireless-Kommunikationsschnittstellen für Zigbee und WLAN dar. „Das skalierbare und frei programmierbare Modul eignet sich besonders gut für Fernwartungs- und Datalogging-Aufgaben zum Beispiel in der Energie- und Umwelttechnik“, erläutert der Automatisierungsspezialist. „Die hohe Flexibilität dieses Moduls begründet sich in der Programmierung mit Codesys und in der problemlosen Erweiterbarkeit mit IO-Modulen.“ Sowohl das 3G-Modem als auch Zigbee wird durch Codesys-Bibliotheken unterstützt. So ist es für den Anwender einfach möglich, mit einer eigenen Applikation Daten über die modularen IO zu erfassen, aufzubereiten und per SMS oder FTP zu versenden.

Fazit
Mit den Steuerungslösungen, den Visualisierungs- und HMI-Systemen und dem Know-how für die industrielle Kommunikation stellt Cannon-Automata individuelle Komplettlösungen für die Automatisierung zur Verfügung, die sich genau an die Anforderungen der Maschine anpassen lassen und auch im Einsatz sind. Ergänzt werden können diese Lösungen mit IO-Systemen und Antrieben, die das Unternehmen ebenfalls speziell für die Bedürfnisse des Maschinenbaus entwickelt und im Angebot hat. Möglich wird so eine durchgängige Automatisierung für Maschinen unterschiedlicher Komplexität. (hz)

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