SYNCHRONISIERUNG DER EREIGNISSE
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Ob Sammelpacker, Schlauchbeutelmaschine, Becherabfüllung oder Handlingseinheiten mit unterschiedlichen Roboterkinematiken: Kernelemente der Maxolution-Lösungen für die Maschinenautomatisierung sind vorbereitete Templates. Für die Softwaremodule Movikit gibt es jetzt mit dem Automation Framework einen Raum der Synchronität. Es bildet die Hülle, innerhalb derer die Module miteinander kombiniert und in Abhängigkeit gebracht werden. Mit Hinblick auf die Lebensmittelindustrie und Verpackungstechnik ist das Automation Framework kompatibel zur Packaging Machine Language (PackML), einem insbesondere für Verpackungsmaschinen verwendeten Kommunikationsstandard.
In der Automatisierungsbranche ist es gängige Praxis, vorbereitete Applikations- beziehungsweise Motion-Templates weitgehend zu kapseln. SEW-Eurodrive arbeitet bei seinen Softwarebausteinen Movikit stattdessen mit offenem Quellcode. Ronny Olsson, Leiter des Entwicklungsteams für das Automation Framework erläutert: „Jedes Movikit ist von seiner Natur her selbstverständlich vorprogrammiert – sonst wäre es kein Baustein. Wir lassen allerdings individuell angepasste Abläufe zu. Wer den Grundumfang eines Movikit einsetzen will, um sich schlichtweg Zeit zu sparen, kann das tun und hat dennoch alle Freiheiten, die Dinge anzupassen oder zu verändern, die für seine Maschine notwendig sind.“
Mit dieser Strategie fördert das Unternehmen genau die Form des Engineerings, die im Zusammenhang mit der Modularisierung propagiert ist. Der Antriebsautomatisierer stellt Standardbewegungsabläufe zur Verfügung und der Maschinenbauer setzt darauf mit seinem individuellen Prozesswissen auf. „Wir nehmen ihm nicht den Kern seines Maschinenbaus ab – also das, was ihn durch sein Know-how einzigartig macht“, stellt Olsson klar. Dabei ist das Automation Framework jedoch nicht losgelöst vom SEW-Inbetriebnahmeservice zu betrachten. Die neuen Freiheitsgrade trotz Standardisierung sind vielmehr Teil der Serviceleistungen, gerade bei der Inbetriebnahme und Parametrierung.
Das Automation Framework ist für drei wesentliche Einsatzbereiche konzipiert: kleine Einzelmaschinen, intelligente Anlagenmodule mit Feldbusanbindung sowie komplett automatisierte und modular aufgebaute Anlagen. Letztere bieten die Möglichkeit einer Rezepturverwaltung für unterschiedliche Produkte, kommunizieren mit einem HMI, bieten ein Alarm- und Nachrichtenhandling und versorgen die Visualisierung mit eigenen grafischen Templates. Mit der PackML-Konformität adressiert SEW insbesondere vertikale Schlauchbeutelverpackungsmaschinen, horizontale Form-, Füll- und Schließmaschinen, Sammelpacker oder Palettierter. Zudem bietet die Lösung im Zusammenspiel mit dem leistungsstarken Softwarebaustein Movikit Robotics ein weites Einsatzgebiet für Parallelarmkinematiken sowie den Aufbau eigener kartesischer Roboter. „Wir bieten mit dem Automation Framework eine Art Fertighaus, in dem sich die Zimmer frei einteilen lassen. Das Ganze funktioniert natürlich nicht nur in der Verpackungsindustrie“, betont Ronny Olsson.
Zu den herausragenden Vorteilen des Automation Framework zählt, dass alle darin enthaltenen Movikit-Softwaremodule, mit dem gleichen State arbeiten. Der durchgängige Ansatz eröffnet den Weg, dass sich über die zentrale Zustandsmaschine (State-Machine) alle im Framework befindlichen Technologiemodule, also die Movikit-Softwarebausteine, synchron arbeiten. Diese Eigenschaft führt in der Praxis dazu, dass sämtliche Teilnehmer eines Verbundes innerhalb des Wirkungskreises der State-Machine gemeinsam in Wartepositionen begeben, gleichzeitig im Verbund starten und dabei kein Modul im Ablauf nach vorn prescht. Diese Synchronisierung gilt automatisch, sobald ein Softwaremodul integriert wird. Das macht Anlagenerweiterungen und -veränderungen vergleichsweise einfach. Das Automation Framework unterstützt also eine modulare Softwarearchitektur, bei der viel Programmiercode wiederverwendet werden kann. Dadurch lässt sich auch der Service von SEW-Eurodrive bei Retrofit- und Erweiterungsprojekten auf bereits vorhandene und bewährte Kundenlösungen aufbauen.
Die Software ist nach Methoden des Industriestandards ISA88 strukturiert. Für die Lebensmittel- und Verpackungsbranchen gilt im Speziellen, dass sich im Automation Framework auch PackML-konforme Modes wählen lassen, zum Beispiel Produktion, Hand- oder Wartungsbetrieb. Hierbei stehen innerhalb einzelner Modes 17 PackML-States zur Verfügung. Je nach Maschinentyp kann man alle einsetzen oder nur einige ausgewählte.
Innerhalb des PackML-Standards gibt es die Datenschnittstelle PackTag. Sie findet vor allem Anwendung in der Kommunikation mit anderen Maschinen einer Produktions- oder Verpackungslinie sowie zur übergeordneten Steuerungsebene. PackTags sorgen dafür, dass ein- und ausgehende Maschineninformationen standardisiert sind, damit sie die vor- und nachgelagerten Teilnehmer eines Verbunds verstehen. Nur wenn Daten offen und gleich ausgetauscht werden, können Maschinen unterschiedlicher Hersteller innerhalb einer Linie miteinander kommunizieren. Typische Probleme treten gerade bei der Übermittlung von Events und Errors auf. Das integrierte und vordefinierte Event Handling macht es in der Praxis überaus einfach, Fehler, Warnungen oder Informationen zu erkennen und zu sortieren. Informationen werden automatisch so aufbereitet, dass sich die Daten komfortabel an externe Visualisierungen übergeben lassen. Das reicht bis zur Verwendung von Visualisierungsbausteinen unterschiedlicher Maschinen einer Anlage. Begleitend dazu gibt es im Automation Framework eine Visualisierungsvorlage, mit der man die Abläufe einer Anwendung vor der Inbetriebnahme überprüfen und optimieren kann. Hierbei wird CoDeSys im Zusammenspiel mit einer grafischen Objektbibliothek verwendet. Dabei entsteht kein zusätzlicher Programmieraufwand.
Das Automation Framework reduziert den zeitlichen Aufwand im Engineering spürbar, vor allem durch die integrierten Funktionen und die vorbereiteten Softwaremodule Movikit. Alles, was in seinen Grundzügen schon standardisiert vorliegt, senkt bei der Programmierung das Fehlerrisiko. Zudem brauchen sich die Entwickler nicht mit dem Programmieren von Standardfunktionen aufhalten, sondern können ihre Energie in Abläufe und Prozessketten stecken, die das individuelle Know-how jedes Maschinenbauers ausmachen. Vor diesem Hintergrund hat auch der SEW-Service bei der Applikationsunterstützung und Inbetriebnahme von Kundenanlagen einen Effizienzgewinn, der die Projekte verlässlicher und schneller macht.