Elektrische Königswellen und Hydraulikantriebe automatisieren

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Klinkhammer Intralogistics GmbH

SAB Bröckskes GmbH & Co KG

Schubert & Salzer Data GmbH

PHOENIX CONTACT Deutschland GmbH

Es stellt sich die Frage, welche Vorteile derartige technische Eigenschaften zur Synchronisation bringen. Überall dort, wo Antriebe eine Positionieraufgabe umsetzen müssen, finden sich in der nahen Umgebung Anwendungen für synchrone I/O-Systeme und -Module. Ihr Nutzen lässt sich anhand des fiktiven Beispiels eines hydraulischen Antriebs verdeutlichen, der in einer Presse für Dämmplatten verbaut ist.

Anlagenteile lassen sich flexibel sowie wiederholungsgenau umrüsten

Die Komplexität einer solchen Presse besteht darin, die verschiedenen Dämmstoffe gemäß den Ansprüchen der jeweiligen Endkunden in unterschiedlichen Qualitätsmerkmalen zu fertigen. Zu den Merkmalen zählen die genutzten Materialien sowie die Fügekräfte bei der Verarbeitung. Für die Anforderungen an die Automatisierungstechnik bedeutet dies, dass Anlagenteile flexibel sowie mit einer hohen Wiederholgenauigkeit auf verschiedene Aufträge umgerüstet werden müssen.

Die Presse setzt sich aus einem Ober- und einem Unterstempel zusammen, zwischen denen das Dämmmaterial in die gewünschte Form gepresst wird. Je zwei Zylinder mit einem hydraulischen Antrieb bewegen die einzelnen Stempel. Um den Prozess mit einer hohen Wiederholgenauigkeit zu regeln, werden die Messgrößen des Pressdrucks sowie der ausgefahrenen Position der Hydraulikzylinder aufgenommen. Ein Sensor, der über einen analogen Eingang der I/O-Station aus der Produktfamilie Axioline F von Phoenix Contact erfasst wird, stellt den Pressdruck zur Verfügung. Die Positionsinformation, die ein inkrementeller Längsgeber erzeugt, wird per Inkrementalgeber-Schnittstelle in das I/O-System eingebunden. Die Regelung des Hydraulikdrucks übernimmt ein Ventil, das sich über einen analogen Ausgang ansteuern lässt (Bild 2).

Im beschriebenen Szenario beträgt der Lokalbuszyklus lediglich 4 µs

Damit der gewünschte Pressdruck möglichst schnell und exakt erreicht wird, müssen die entsprechenden Sollpositionen der Stempel parallel kommuniziert werden. Die I/O-Station der Produktfamilie Axioline F erhält die Daten zwar seriell, die Ansteuerung der analogen Ausgänge zur Sollwertvorgabe lässt sich jedoch zueinander synchronisieren, das heißt, die Informationen werden logisch parallel übertragen. Weil eine hohe Wiederholgenauigkeit nur dann gegeben ist, wenn der Pressdruck sowie die Positionen jedes Stempels deterministisch und synchron in der Steuerung vorliegen, eignet sich das Axioline-F-System dazu besonders. Dies, weil das überlagerte Datennetz den Synchronisationsmechanismus vorgibt und sich der Axioline-F-Buskoppler mit dem Lokalbus auf dessen Zyklus synchronisiert (Bild 3). Zudem kennt der Buskoppler die Information der Update-Zeit des analogen Eingangs. Bei den Standard-Analogeingängen sind das 250 µs. Im beschriebenen Szenario beträgt der Lokalbuszyklus bei Axioline F lediglich 4 µs.

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