INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2023

STEUERN UND ANTREIBEN
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01 Die Liste der Funktionsblöcke wird laufend erweitert und ergänzt;
die neuen Blöcke sind einfach im Feld per Firmware-Upgrade
nachladbar
02 Eine Druckmaschine bedruckt Verpackungsmaterial – danach soll
auf jede einzelne Verpackung per Lasermarkierer eine Seriennummer
in ein dafür vorgesehenes Feld gedruckt werden
Programme besser zu strukturieren. Entwicklungsingenieure, die
bisher schon mit Automation Studio arbeiten, brauchen dafür
keinerlei zusätzliche Schulung.
FREI KONFIGURIERBARE EIN- UND AUSGÄNGE
Alle Reaction-Module sind je nach Ausführung mit bis zu acht frei
konfigurierbaren analogen oder digitalen Ein- und Ausgängen
ausgestattet und arbeiten dann als kleine eigenständige Steuerung.
„Sie verarbeiten die Eingangssignale, arbeiten das abgespeicherte
Programm ab und geben die Ausgangsdaten aus“, ergänzt Hager.
Beim Einlesen der digitalen Eingänge kann das Programm nicht
nur den aktuellen Zustand zum Zyklusbeginn ermitteln, sondern
auch die exakten Umschaltzeitpunkte mit einer Auflösung von
20 ns. Außerdem können die Module über Powerlink, X2X oder
X2X+ nicht nur mit ihresgleichen, sondern auch mit anderen X20-
und X67-Modulen, kommunizieren und natürlich auch Daten an
die Steuerung senden. Je nach Applikation hat der Anwender die
Wahl zwischen für den Schaltschrankeinbau aus gelegten Modulen
in Schutzart IP20 und Ausführungen für die direkte Installation
im Feld in Schutzart IP67.
EIN ANWENDUNGSBEISPIEL AUS DER PRAXIS
Der Einsatz der intelligenten I/O-Module rechnet sich in vielen
Anwendungen. Ein Beispiel liefert eine Druckmaschine für Verpackungsmaterial.
Hager erklärt: „Sie läuft aktuell mit einer
Bahngeschwindigkeit von 600 m/min, soll aber in Zukunft durch
eine schnellere Version ersetzt werden. Die Automatisierung
muss also genügend Reserven haben, um eine höhere Bahngeschwindigkeit
zu unterstützen.“
Zunächst wird das Verpackungsmaterial bedruckt. Danach soll
auf jede einzelne Verpackung per Lasermarkierer eine Seriennummer
in ein dafür vorgesehenes Feld gedruckt werden. Ein
Sensor erkennt die Stelle, an der die Seriennummer vom Lasermarkierer
gedruckt werden soll und erzeugt ein Digitalsignal, das
von einem Reaction-Modul des X20 Systems ausgewertet wird.
Anschließend erzeugt dasselbe Modul ein digitales Ausgangssignal
für das Lasermarkiergerät. Um Fehler beim Beschleunigen
der Maschine gering zu halten, sollten Sensor und Lasermarkiergerät
möglichst nahe beisammen sein. Aufgrund der mechanischen
Gegebenheiten ergibt sich ein Mindestabstand von 55 mm.
Der Sensor für das Erkennen der Druckmarke ist an Kanal 1 des
I/O-Moduls angeschlossen, das Startsignal für das Lasermarkiergerät
an Kanal 3.
HÖHERE BAHNGESCHWINDIGKEIT,
MEHR DURCHSATZ
Die aktuelle Bahngeschwindigkeit wird dazu verwendet, die Vorgaben
für das Reaction-Modul zu berechnen. Von der Erkennung
der Position durch den Sensor bis zum Start der Markierung verstreichen
folgende Zeiten: 1 ms Totzeit im Sensor, 0,5 ms Filterzeit
(weil kürzere Signale nicht verarbeitet werden dürfen), 0,04 ms
Verarbeitungszeit durch den Reaction-Task (doppelte Reaction-
Zykluszeit, weil das Signal im schlechtesten Fall kurz nach der Abtastung
eingeht) sowie nochmal 2 ms Totzeit im Lasermarkiergerät.
Damit liegt die schnellstmögliche Reaktionszeit bei 3,54 ms.
Bei dem Abstand von 55 mm ergibt sich daraus folgende Maximalgeschwindigkeit:
55 mm / 3,54 ms = 15,5 m/s = 932 m/min.
Das bedeutet, dass die Druckmaschine bis zu 55 Prozent schneller
fahren könnte als aktuell mit 600 m/min. Einer Version mit höherer
Bandgeschwindigkeit und damit höherem Durchsatz steht damit
nichts mehr im Weg. Das einfache Beispiel zeigt, wie sich mit
standardisierter Hard- und Software bei geringem Investitionsaufwand
die Produktivität erhöhen lässt.
Bilder: B&R
www.br-automation.com
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