Wie können Automatisierer KI-Modelle intuitiv entwickeln und in die Steuerung integrieren? Wie lässt sich überschüssige Energie im Antriebsverbund wieder...
Inhaltsverzeichnis
1. Passive Kühlung trotz deutlich höherer Leistung
2. Mehr Flexibilität bei umfassenderer Produktauswahl
3. Individuelle Konfiguration an den Bedarf der WZM
4. Einfache Wartung auch durch Nichtfachleute
5. Solide Plattform für IoT-Anwendungen
Industrie-PCs oder –Plattformen kommen fast überall im Maschinen- und Anlagenbau zum Einsatz, um unterschiedliche Automatisierungsaufgaben auszuführen. In Werkzeugmaschinen übernehmen sie beispielsweise die Steuerung, Visualisierung und Datenerfassung des Prozesses oder sorgen als kompaktes Gateway für eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung. Die Anwender profitieren dabei vom großen Leistungsumfang der Geräte, der von einer stetig steigenden Performance über den effizienten Energieverbrauch bis zur hohen Zugriffssicherheit reicht. Die Umgebungsbedingungen in der Fertigung stellen weitere Anforderungen an die heutige Technologie. So wirken sich Schock, Vibration und Temperaturschwankungen auf die Langlebigkeit der PC-Systeme aus. Außerdem verlangt der sich ständig erhöhende Kostendruck im Maschinenbau neben geringeren Anschaffungskosten für die Automatisierungskomponenten einen umfassenden Service und Support sowie kurze Lieferzeiten bei einer gleichbleibend hohen Produktqualität.
Passive Kühlung trotz deutlich höherer Leistung
Die Wirtschaftlichkeit von Werkzeugmaschinen wird unter anderem durch ihre Leistung, Verfahrensgeschwindigkeit sowie die Wechselzeit der Werkzeuge beeinflusst. Darüber hinaus müssen die Faktoren berücksichtigt werden, die sich auf die Qualität des herzustellenden Produkts auswirken. Die erzielbare geometrische Genauigkeit ergibt sich zum Beispiel im Wesentlichen aus der Fertigungsqualität sowie dem Spiel der Maschine und der Bauform. Deshalb resultiert eine Portalbauweise, die häufig bei den großen in der Qualitätssicherung genutzten Messmaschinen oder bei Portalfräsmaschinen zu finden ist, in einer hohen Präzision bei großen Arbeitsräumen. Die Exaktheit der Maschinenführung ist heute bei größeren CNC-Maschinen so ausgelegt, dass pro Achse zusätzlich ein Korrekturprofil per Software aufgeschaltet wird. Für diese Aufgabe eignen sich insbesondere kleine Industrie-PCs, die als Plattform für die Software dienen.
Mit den Geräten BL2 BPC 1000 und BL2 BPC 2000 ergänzt die Phoenix Contact Deutschland GmbH die modulare Industrie-PC-Familie Basicline nun um eine kompakte Variante, die über 70 Prozent kleiner ist als die vergleichbaren Standard-Industrie-PCs der ersten Generation. Die Box-PCs überzeugen zudem durch das vier- respektive siebenfache Leistungsvermögen bei gleichzeitiger TDP-Reduzierung (Thermal Design Power) und erlauben somit trotz gestiegener Leistung eine passive Kühlung. Die Werte für Schock und Vibration genügen ebenfalls den hohen Anforderungen der rauen Industrieumgebung. Vor diesem Hintergrund bieten sich diese Box-PCs für Automatisierungsaufgaben an, die aktuell nicht mit Standard-Industrie-PCs umgesetzt werden können.
Mehr Flexibilität bei umfassenderer Produktauswahl
Der Automatisierungsgrad und die Komplexität der einzelnen Werkzeugmaschinen sind unterschiedlich und können daher auf verschiedene Arten realisiert werden. Eine konventionelle Werkzeugmaschine erzeugt die Schnitt- und Vorschubbewegung über einen Motor und Getriebe oder über Handräder. Meist steuert ein einfaches PC-basiertes Steuerungssystem die Vorschubbewegung beispielsweise über Kurvenscheiben. Dieses Vorgehen erweist sich jedoch als unflexibel. Bei einer CNC-Werkzeugmaschine wird an einem manuell eingespannten Werkstück ein vollautomatischer Arbeitszyklus durchgeführt. Auch der Werkzeugwechsel erfolgt oft automatisiert. Der wesentliche Unterschied zu einem Bearbeitungszentrum besteht darin, dass der Werkstückwechsel und das Werkzeugkontrollsystem hier in der Regel in den automatisierten Ablauf integriert sind.
Bei komplexen, flexiblen Fertigungszellen werden mehrere Maschinen, die sich aus einem Werkzeugmagazin, einem größeren Werkstückspeicher und zum Teil aus eingebauten Messeinrichtungen zusammensetzen, miteinander kombiniert. Jede Maschine verfügt dabei über ein eigenes Steuerungssystem. Die unterschiedlichen SPSen sind wiederum vernetzt, um beispielsweise Schnittstellen umzusetzen oder Betriebsarten zur Qualitätskontrolle zu erfassen. Anpassungsfähige Produktionssysteme zeichnen sich durch einen maschinenübergreifenden automatischen Werkstückfluss mit Anbindung an eine Fertigungssteuerung oder ein Produktionsplanungssystem aus. Die hier verwendeten Steuerungslösungen sind teilweise komplex. Sie lassen sich allerdings auf verschiedene Arten aufbauen. Auf der einen Seite kann die Steuerungsfunktion von einem oder mehreren zentralen Systemen sowie mehreren an der Maschine verteilten Industrie-PCs übernommen werden. Auf diese Weise erhöht sich die Flexibilität, doch der Konstrukteur muss die jeweils passende Komponente für die einzelnen Aufgaben suchen.
Individuelle Konfiguration an den Bedarf der WZM
Es gibt wenige Werkzeugmaschinen, in denen kein Industrie-PC zum Bedienen, Beobachten und Visualisieren sowie zur Datenerfassung eingesetzt wird. Umso wichtiger ist es, dass die Geräte optimal an die entsprechenden Applikationsanforderungen angepasst sind, eine Überdimensionierung also nicht zu einem überflüssigen Energieverbrauch führt. Die Industrie-PCs der Produktfamilie Basicline lassen sich deshalb für jede Anwendung individuell konfigurieren. Aufgrund der Modularität der einzelnen Bestandteile erhält der Anwender selbst bei unterschiedlichen Applikationen stets identische Basiskomponenten und kann so auf dem Grundprinzip von Phoenix Contact für alle Systemlösungen aufbauen. Ist zum Beispiel lediglich ein Industrie-PC ohne Display erforderlich, bietet die Serie mit dem Basisgerät eine kompakte Box-PC-Lösung, die sich mit den Einbauvarianten „Wandmontage“ und „Hutschienenmontage“ bestens für die Installation im Schaltschrank eignet.
Benötigt der Anwender für das Bedienen, Beobachten und Darstellen komplexer Prozessabläufe einen klassischen Panel-PC, kann er die Basiseinheit um ein Display erweitern. Das Display, das mit Diagonalen von 12 und 15 Zoll erhältlich ist, ermöglicht eine einfache Bedienung über den Touchscreen. In einigen Anwendungen muss die Bedieneinheit vom Box-PC getrennt werden. Zu diesem Zweck stehen externe Monitore mit analog-resistivem Touch (Polyester) in den Display-Größen von 12 bis 19 Zoll oder Monitore mit projektiv-kapazitivem Touch in den Display-Größen 15,6, 18,5 oder 21,5 Zoll zur Verfügung. Häufig reicht jedoch die Übertragungslänge der Kabel für die Bild- und Touch-Signale nicht aus, da bei großen Maschinen oder modernen Tragarmkonzepten die maximal fünf Meter zwischen Monitor und PC-Einheit schnell überschritten sind. Hierfür bietet Phoenix Contact KVM-Extender an, die sich einfach zwischen Monitor und PC-Einheit schalten lassen, sodass Distanzen bis 90 Meter überwunden werden können.
Einfache Wartung auch durch Nichtfachleute
Bei Bedarf lassen sich die wichtigsten Komponenten des Box-PC BL2 BPC 1000/2000 der Produktfamilie Basicline schnell austauschen. Wegen des generell lüfterlosen Aufbaus gestaltet sich die Wartung des Geräts nicht nur für geschultes Service-Personal einfach. Neben den technischen Ausstattungsmöglichkeiten des Industrie-PC-Systems ist dies für viele Nutzer ein wesentliches Kriterium, das für den Einsatz in ihren Maschinen und Anlagen spricht. Je schneller sich ein defektes Teil auswechseln lässt, desto geringer sind schließlich die Stillstandzeiten. eve
Details zu den Industrie-PCs:
http://t1p.de/qtja
PLUS
Solide Plattform für IoT-Anwendungen
Wo in der Vergangenheit zahlreiche Schaltschränke an einem zentralen Ort installiert waren, werden heute wenige kleine Schränke dezentral in der Anlage verteilt. Das bedeutet, dass auch die im Schaltschrank verbauten Komponenten eine Platz sparende Bauform aufweisen müssen. Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact mit der Produktfamilie Basicline BL2 BPC 1000/2000 kompakte und leistungsfähige Industrie-PCs entwickelt, die in vielen Anwendungen genutzt werden können.
Die BL2-Baureihe umfasst Box-PCs und resistive Touch-Panel-PCs in mehreren Display-Größen, welche mit der neuesten Generation der Intel Core Prozessoren der 7. Generation ausgestattet sind. Sämtliche Modelle, die mit Windows 10 IoT bestellt werden können, stehen mit M.2-SSDs (Solide State Drives) in unterschiedlichen Größen zur Verfügung. Die Modelle der BL2-Familie werden gemäß strengen Standards konstruiert, gebaut und getestet. Robuste Schnittstellen einschließlich RS-232/422/485-Ports, USB-Ports, LAN-Ports und WLAN-Option machen die BL2-Modelle zu einer soliden Plattform für unzählige Anwendungen im Zukunftsprojekt Industrie 4.0.
