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Die Zukunft der Servoantriebe ist dezentral

Text: Udo Huneke, AMK
Auf den einzelnen Verbraucher individuell abgestimmte Produkte führen zur Losgröße 1. Also wird auf veränderte Kundenerwartungen eingegangen, wodurch Produktionsanlagen flexibel werden müssen. Ist das das Aus für zentrale Antriebe? Ein Statement von Udo Huneke, Leiter Marketing und Produktmanagement bei AMK.

Flexible Produktionen benötigen modulare Maschinen. Denn diese sind so anpassungsfähig, dass sie sich wie maßgeschneidert in bestehende Fertigungen einfügen lassen und Spielraum für künftige Umbauten und Erweiterungen bieten. Die Hardware trägt ihren Teil mit verteilter Intelligenz, schnellerer Kommunikation und dezentraler Regelung bei. Für viele Antriebslösungen heißt das: Raus aus dem Schalt­schrank! Insbesondere kleinere Positionier- und Hilfsantriebe werden zukünftig ins dezentrale Feld verlagert. Auch die resultierenden Installationsvorteile und der Bedarf nach zunehmender Anlagen­modularisierung unterstützen diesen Trend.

Die Anzahl an Hilfs- und Positionierantrieben nimmt zu, denn sie erleichtern Formatumstellungen im laufenden Betrieb. Dadurch steigt der Automatisierungsgrad und die damit verbundene Komplexität. Die Antriebstechnik folgt dieser stetigen Entwicklung mit Lösungen, die Modularisierung fördert beziehungsweise diese erst möglich macht. Wenn folglich Einzelaufgaben funktional und räumlich zusammengefasst werden, muss die dafür notwendige Technik ebenfalls Teil dieses Rahmens sein. Dementsprechend rückt die elektrische Servotechnik auch in puncto Regelung immer dichter an den Ort ihrer Aufgabe.

Bei AMK hat dies zur Entwicklung der dezentralen Gerätereihe AMKA­smart geführt. Dezentrale Servoantriebe unterstützen den Maschinenbauer darin, den Aufgaben und Erwartungen seiner Kunden gerecht zu werden. Die Montage der Antriebe erfolgt direkt im Feld. Dadurch werden die Kabel zwischen Servomotor und -wechselrichter auf ein Minimum reduziert, was die komplette Installation vereinfacht sowie Kabel- und Steckerkosten um bis zu 90 Prozent reduziert. Ein weiteres Plus liegt in den dadurch kleineren Schaltschränken, die so direkt in die Maschine integriert werden können.

Unkompliziert und günstig

Die Anbindung der dezentralen Servoantriebe an die übergeordnete Maschinensteuerung erfolgt über eine Kommunikationsleitung mit Echtzeit-Ethernet-Systemen wie Ethercat, Powerlink, Sercos oder Profinet. Eine 24V-Logik versorgt die Antriebe über einen DC-Zwischenkreisverbund. Die entstehende Bremsenergie wird auf diesem Weg in den Zwischenkreis eingespeist. Diese Rückspeiseenergie wird nicht mehr in Verlustwärme umgewandelt, sondern kann anderweitig genutzt oder ins Netz rückgespeist werden. Somit wird die Energieeffizienz erhöht und Betriebskosten sinken.

Um die funktionale Abbildbarkeit von Modulen zu komplettieren, fehlt es nur noch an Software. Die Vorteile der Modulbauweise lassen sich erst dann ganzheitlich erschließen, wenn einmal entwickelte Teilprozesse möglichst häufig wieder verwendbar und flexibel einsetzbar sind. Daher setzt AMK mit der modularen Arbeitsweise bereits im frühen Engineering an: Das Engineering-Tool Aipex Pro ermöglicht es von zentraler Stelle auf alle Einheiten zuzugreifen. Modul-Funktionalitäten können eigenständig entwickelt, aufgebaut, getestet und anschließend zu ganzen Anlagen zusammen gefügt werden. Spätere Änderungen und Erweiterungen lassen sich ebenfalls ohne großen Aufwand an der Anlage durchführen. Der zentrale Schaltschrank bleibt weitestgehend unberührt, die Komplexität sinkt.

Gemeinsame Existenz

Werden nun alle Antriebe in Zukunft dezentral installiert werden? Nein. Es wird nach wie vor Aufgaben geben, die sich besser oder auch ausschließlich mit zentraler Technik realisieren lassen. Dies sind vor allem Antriebe mit größerer Leistung, wie Hauptantriebe für zentrale Maschinenprozesse: Walzen- oder Rollenantriebe, Hubwerke sowie Schweiß- und Schneideeinrichtungen. Auch in Zukunft wird die Kombination aus zentraler und dezentraler Technik den Normalfall darstellen. Innovative Maschinen, Wettbewerbsvorteile und Effizienzsteigerungen gibt es dann, wenn beide Lösungen ihre Vorteile voll ausspielen können. Allerdings steht außer Frage, dass mehr und mehr Antriebe in der Zukunft dezentral installiert werden und nur auf diesem Weg die Herausforderungen an Flexibilität und Modularität gemeistert werden können.

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