Das japanische Unternehmen Fuji Tekko konzipiert, entwickelt und fertigt Wickelmaschinen, Schneidemaschinen und Wickelvorrichtungen für die Verarbeitung verschiedener Materialien wie Papier, Kunststofffolien, Fasern, Gummi und Metallen. Schneidemaschinen werden verwendet, um Stoffe in bestimmte Breiten und Längen zu schneiden, während Wickelvorrichtungen Produkte auf Rollen automatisch aufwickeln.
Das Maschinenspektrum des Unternehmens umfasst sowohl Großanlagen für breite Produkte als auch automatisierte Systeme mit mehreren Geräten. Automatische Blasfolienwickler für die Landwirtschaft können etwa die Größe eines großen vierstöckigen Hauses annehmen und Wickelbreiten von 5 m erreichen. Zu den Kunden von Fuji Tekko gehören unter anderem internationale Chemieunternehmen und globale Elektronikkonzerne.
Problem des alten Kommunikationsnetzes
Steigende technische Anforderungen haben dazu geführt, dass die Wickelmaschinen inklusive ihrer Steuerungssysteme immer schneller und präziser werden mussten. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, konstruiert und fertigt Fuji Tekko seine Maschinenteile sowie Steuersysteme im eigenen Haus.
Bislang nutzte das Unternehmen jedoch zwei Kommunikationsnetzwerke für jede Maschine: ein dediziertes optisches Kommunikationsnetzwerk für die Servo-Controller und ein zweites, Ethernet-basiertes Netzwerk für die Informationskommunikation und andere Steuerungsnetzwerke. Eine andere Option gab es nicht, da die klassische Netzwerktopologie keine verschiedenen Datenverkehrsarten in einem einzigen Netz zuließ. Die Folge: höhere Verdrahtungskosten, reduzierte Netzwerkflexibilität und vor allem keine Echtzeitkommunikation auf Mikrosekundenebene, die durch das zunehmende Wachstum von IIoT und Industrie 4.0 an Bedeutung gewonnen hat.
Vom Zwei- zum Ein-Netz-Modell
Um den Anforderungen seiner Kunden gerecht zu werden, entwickelte Fuji Tekko einen zweiachsigen Wendewickler mit 16 separaten Servomotoren für die Wickelwelle und den Drehmechanismus. Die Integration des traditionellen Zwei-Netze-Modells in eine einzige transparente Architektur – von der Sensorebene bis zur Cloud – war ein entscheidender Teil der Aufgabe. Ziel war eine einfachere Netzwerkarchitektur, höhere Prozesstransparenz, mehr Produktivität und eine bessere Integration von IT- und OT-Systemen.
Vor allem wollte das Unternehmen den Verdrahtungsaufwand reduzieren, die Rentabilität steigern und die Umweltverträglichkeit verbessern. Die Kombination von Bewegungssteuerungskommunikation, E/A und Informationskommunikation in einem einzigen Netzwerk unter Verwendung von CC-Link IE TSN war die einzige Lösung.
„Durch die Verwendung von CC-Link IE TSN erhalten wir die Leistung komplexer Geräte wie Servo-Controllern und ermöglichen gleichzeitig den Anschluss von Geräten wie Remote E/A, Frequenzumrichtern und Sensoren, die keine Hochgeschwindigkeits-Kommunikationszyklen benötigen“, sagt Yasuyuki Sugimoto, General Manager der technischen Abteilung bei Fuji Tekko. „Dadurch können wir die Leistung jedes Geräts maximieren, eine schnelle und präzise Steuerung realisieren und gleichzeitig die Kundenanforderungen erfüllen.“
Optimierung der Kommunikation
Die Systemanforderungen für das Projekt waren anspruchsvoll. An erster Stelle stand eine Servo/Motion-Control-Performance, die die hohe Geschwindigkeit und die hohe Präzision der Wickelmaschinen bewältigen kann. Wichtig war auch die Optimierung des gesamten Kommunikationszyklus: Dies wurde nur durch CC-Link IE TSN erreicht, da es die Nutzung mehrerer Kommunikationszyklen in einem einzigen Netzwerk ermöglichte. Auf diese Weise ließ sich neben der benötigten Hochgeschwindigkeitskommunikation auch die Einstellung anderer E/A-Geräte auf einen langsamen Kommunikationszyklus realisieren. Zuletzt war es wichtig, die für die Fernwartungsfunktionen verwendeten Informations- und Kommunikationsdaten im selben Netz zu integrieren, um den Verkabelungsaufwand zu reduzieren.
Die sichtbare Netzwerkdiagnose von CC-Link IE TSN ermöglicht es Fuji Tekko dabei, Probleme schnell zu identifizieren, Parameter automatisch zu verteilen und in Echtzeit mit der Problemlösung zu beginnen. Auch die Fernwartung kompatibler Produkte und IT-Geräte wird vereinfacht, sodass das Unternehmen Kundenanfragen flexibler beantworten kann. Zukünftig plant das Unternehmen, die Wartung durch die Einführung von Aufzeichnungsgeräten weiter zu verbessern. Diese zeichnen den Gerätestatus bei Problemen auf und vereinfachen so die vorausschauende Wartung und Problemlösung.
