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Ganzheitliche Lösungen für die digitale Fabrik Von der Komponente bis zur Cloud

14.05.2018

Auf dem Weg zur durchgängigen Automatisierung und Digitalisierung von Maschinen und Anlagen können Anlagenplaner und Konstrukteure vollständig auf Festo setzen. Das betrifft alle Ebenen der Automatisierung von der mechanischen über die elektrische bis hin zur intelligenten Konnektivität – unabhängig vom Standard des Kunden.

Festo als Automatisierungspartner erweitert die Automatisierungskompetenz von Maschinen- und Anlagenherstellern sowie Betreibern: Das beginnt bei vielfältigen und langlebigen Komponenten und kompletten Handhabungssystemen und führt bis zu Kontroll- und Steuerungslösungen. Durchgängige Schnittstellen, innovative Hardware- und Softwarelösungen, zukunftsweisende Engineering-Lösungen sowie die offene Automatisierungsarchitektur mit durchgängiger Konnektivität bilden die solide Basis für die Umsetzung von Anwendungen im Zeitalter von Industrie 4.0. Das ist durchgängige Konnektivität von Anfang an.

Durchgängige Konnektivität

Im Shopfloor gilt es, die mechanische Konnektivität umzusetzen. Hier helfen wirtschaftliche Handlingsysteme von Festo, Raumeffizienz im Montagesystem zu erreichen – kompakt und kostengünstig bei optimalem Verhältnis zwischen Einbau- und Arbeitsraum. Beispielsweise lassen sich die Spindel- und Zahnriemenachsen ELGC sowie der Mini-Schlitten EGSC einfach und adapterfrei nach dem so genannten „One-size-down“-Konzept zu kompakten Handlingsystemen montieren – egal ob in Montageanlagen, Test- und Prüfsysteme, im Kleinteilehandling oder bei Desktop-Anwendungen.

Passend zur beschriebenen Elektromechanik ergänzt die elektrische Konnektivität die mechanische Konnektivität mit Servomotoren, Servoregler und Steuerungen aus dem Hause Festo. Beispielsweise ist der Servomotor EMME-AS auf den Systembaukasten der Achsen ELGC sowie den Mini-Schlitten EGSC von Festo abgestimmt. Unterstützung erhält er vom Servomotor-Controller CMMP-AS für das Positionieren.

Offenes Steuerungssystem

Um die beim Kunden bereits installierte Steuerungswelt und Antriebssysteme mit Motion Control und Remote-I/O von Festo zu verbinden, dient das Automatisierungssystem CPX-E. Diese Plattform ermöglicht eine durchgängige Konnektivität auf allen Ebenen von der Komponente bis in die Cloud. CPX-E kombiniert auch die Servo- und Schrittmotortechnik im reibungslosen Mischbetrieb. Konzipiert als EtherCAT-Mastersteuerung und Motion Controller in IP20 wird CPX-E so zum zentralen und flexiblen Steuerungssystem für die Handhabungstechnik.

Mit CPX-E kann Festo eine Kundenaufgabe gesamthaft lösen. Neben universellen Aufgaben werden auch alle systemtechnischen Lösungen von Festo unterstützt. Dabei reduziert sich der Engineering-Aufwand erheblich: In Kombination mit einer neuen Software steht ein durchgängiges Datenmanagement zur Verfügung. Erweiterte Softwarefunktionen integrieren nahtlos elektrische Antriebe von Festo und steuern diese einfach an. Alle Motion Control-Funktionen sind in die Steuerungswelt eingebettet. CPX-E erreicht eine hohe E/A-Packungsdichte und die einfache Montage auf einer Hutschiene und erlaubt es, über spezifische Softwarefunktionen eine enge Verbindung zu Produkten und Lösungspaketen von Festo herzustellen. Mit dem neuartigen Automatisierungssystem entstehen Handhabungslösungen wie etwa Teilehandling, Montagetechnik, Palettieren oder Kleben und Dosieren. Aber auch komplette Automatisierungslösungen von Maschinen wie beispielsweise Verpackungsmaschinen, Palettieranlagen oder Selektivlötanlagen zählen zu typischen Kundenanwendungen der modularen Steuerungsplattform.

Einfache Integration

Neben umfangreichen SPS-Funktionen bis hin zu Mehrachsanwendungen mit Interpolation lässt sich CPX-E einfach in bestehende Hostsysteme inte­grieren. Dafür sorgen die EtherCAT-Masterschnittstelle sowie die integrierten Device-Schnittstellen für Profinet oder EtherNet/IP. Für die einfache Integration und Interoperabilität in Industrie 4.0 Host-Umgebungen mit Cloud- und Digitalisierungskonzepten stehen OPC-UA-Server-Funktionen zur Verfügung (Client optional). Ein IO-Link-Master rundet das Integrations-Portfolio des CPX-E ab.

Basis für einfache und komplexe Motion Control Applikationen ist das Programmiersystem Codesys V3 mit zusätzlichen Softwarebibliotheken: Dazu gehören PLCopen Part 1 und Part 2, Robotik (PLCopen Part 4), ein Kurvenscheiben­editor sowie ein CNC Editor (dxf-File Import). Festo ergänzt sein Portfolio um einfache Engineering Software zur Planung und Verwaltung der Projekte, die sich durch Benutzerfreundlichkeit und Praxisorientierung in der Automatisierungs- und Handhabungstechnik auszeichnet. Ausgestattet mit Zusatzmodulen ist CPX-E auch für Anwendungen in der Prozessautomatisierung geeignet. Dann erfüllt es die Anforderungen nach NE21: die Störfestigkeitsanforderungen an Betriebsmittel der Prozess- und Laborleittechnik.

Pneumatik digitalisiert

Industrie 4.0 macht bei Festo auch vor der Pneumatik nicht Halt. Das Motion Terminal VTEM ist die erste pneumatische Automatisierungsplattform, bei der über Motion Apps gesteuert bis zu 50 unterschiedliche Bewegungs- und Regelungsfunktionen auf einer einzigen Ventilvariante realisiert werden.

Durch schnelles Zuschalten neuer Funktionen über Apps können Maschinenentwickler einen Basis-Maschinentyp erstellen und je nach Auswahl der Apps diese Maschine mit unterschiedlichen Funktionen und Ausprägungen je nach Kundenwunsch ausstatten. Die Funktionszuweisung per Software bringt noch weitere Vorteile: Manipulationssicherheit und Know-how-Schutz, denn von außen ist den Ventilen nicht anzusehen, welche Funktionen sie ausführen.

IoT-Gateway zur Cloud

Mit dem IoT-Gateway CPX-IoT als Schnittstelle zwischen den Automatisierungsplattformen von Festo und der Cloud profitieren Maschinen- und Anlagenbauer sowie Betreiber ebenfalls schon konkret von Industrie 4.0. Das Gateway verbindet schlüsselfertig Komponenten und Module aus der Anlage über eine OPC-UA-Schnittstelle mit der Cloud von Festo und anderen wie der Siemens MindSphere oder Rockwell Factory Talk. Damit werden Datenauswertungen, Predictive Maintenance und Condition Monitoring sehr einfach realisierbar.

Bildergalerie

  • Intelligente Konnektivität: Das IoT-Gateway CPX-IOT verbindet schlüsselfertig Komponenten und Module aus der Anlage über eine OPC-UA-Schnittstelle mit der Cloud von Festo.

    Bild: Festo

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