Mit smarten Features bereit für die digitale Fabrik

„Auch die kleinste Komponente muss zukünftig digital sein, um Durchgängigkeit zu erlauben“, erklärt Christian Göltl, Produktmanager Controls and Digitalization bei Weiss, den Ausgangspunkt für die neuen Features des Indexer-Moduls TS005. Bereits seit 40 Jahren liefert das Unternehmen seine Rundschalttische mit den dazugehörigen Steuerungen aus. Die grundlegenden Anforderungen haben sich in dieser Zeit nicht verändert. Nach wie vor sind Präzision, Schnelligkeit und Langlebigkeit gefragt. Hinzugekommen ist jedoch eine ganze Reihe neuer Anforderungen und technischer Möglichkeiten.

Modularer Ansatz

Updates sind im Consumer-Bereich schon seit langem gang und gäbe. Regelmäßig verlangen Smartphones oder Navigationsgeräte danach. Dabei bleibt die Hardware unverändert. Diesem Prinzip ist Weiss bei der Entwicklung der neuen Steuerung TS005 für Rundschalttische gefolgt. Sie ist so vorbereitet, dass spätere Updates und Upgrades einfach und unkompliziert aufgespielt werden können. Der Vorteil: Anlagenbetreiber können das eigentliche Steuerungsmodul im Schaltschrank an Ort und Stelle belassen. Es ändert sich lediglich die Software bzw. Teile davon. Dazu hat Weiss bei der Software auf eine modulare Architektur gesetzt. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, über einen Systembus Informationen aus dem Steuerungsmodul an andere Systeme zu übergeben, etwa für Condition Monitoring. Durch die Emulation des Vorgängermodells TS004 ist die neue Basissteuerung abwärtskompatibel. Gerade für langjährige Kunden und Serienmaschinenbauer eine wichtige Eigenschaft, die aufwändige Adaptionen und Anpassungen vermeidet.

Der Aufbau des Steuerungsmoduls selbst folgt ebenfalls dem Modulgedanken. So sind Logikteil und Leistungsteil getrennt. Als Leistungsteil kommt ein Halbleiter-Relais zum Einsatz. TS005 und das Halbleiter-Relais sind so abgestimmt, dass eine schnelle Richtungsvorwahl und Umschaltung ohne Prellen der Kontakte möglich sind. Dieses bietet gerade in der Serienproduktion und bei kurzen Taktraten eine höhere Zuverlässigkeit, denn die Anzahl der Schaltspiele ist rund zehnmal so hoch wie die eines konventionellen Schützes. Das verringert die Ausfallwahrscheinlichkeit. An anderer Stelle wird im Sinne einer reduzierten Systemkomplexität auf zusätzliche Bauteile verzichtet. So sind Motorbremse und Motortemperaturfühler direkt an der Basissteuerung angeschlossen.

Digital Engineering und VIBN

Beim Digital Engineering und bei der virtuellen Inbetriebnahme von Gesamtanlagen oder Teilsystemen liegt der Fokus häufig auf den Komponenten selbst. Bei einer ganzheitlichen Betrachtung müssen die Steuerungen der Komponenten, deren Verknüpfung und Integration von Beginn an mitgedacht werden. Weiss hat in den vergangenen Jahren verstärkt in die Digitalisierung des Produktportfolios investiert. Zu einem Teil der Komponenten sind bereits virtuelle Verhaltensmodelle erhältlich. Dazu gehört die neue Rundtischsteuerung TS005. Vom Modul selbst und von der Steuerungslogik ist ein Verhaltensmodell erhältlich. Somit lässt sich innerhalb der Simulationssoftware sowohl die Anlage selbst samt Schaltschrankaufbau darstellen als auch die ansteuerungs- und softwareseitigen Inbetriebnahmeszenarien abbilden. Da das virtuelle Modell durch den Einsatz von realistischen Produktrenderings der realen Komponente sehr nahekommt, eignet es sich für Schulungen und Unterweisungen. Durch die realitätsgetreue Darstellung werden Transferfehler von der Unterweisung in das reale Umfeld reduziert.

Setzen Rundschalttisch-Kunden auf die TS005-Steuerung, erhalten sie weitere Begleitdaten wie MCAD, ECAD und AML-Schnittstellenbeschreibungen. Die Nutzung von Eplan und AML vermeidet Fehler bei Systemübergängen und beschleunigt das Engineering. Durch die Bereitstellung dieser digitalen Ergänzungen entsteht beim Engineering von Neuanlagen eine Zeitersparnis von bis zu fünf Stunden.

Im Rahmen der Neuentwicklung von TS005 wurden verschiedene Erleichterungen für Anlagenplaner und -betreiber umgesetzt. Dazu gehören im Rahmen der Inbetriebnahme das geführte Set-up und die Autotuning-Funktion. Während des Betriebs ermöglichen I/O-Monitoring, Anomalieerkennung und weitreichende Diagnosemöglichkeiten einen effizienten Betrieb der Rundschalttische. Im nächsten Schritt will Weiss die Anomalieerkennung ausbauen und die Ansteuerung der Rundschalttische über TS005 effizienter machen. Zukünftig werden Lifetime Updates die Basissteuerung auf dem aktuellen Stand der Technik halten, so dass sie sich mit den zukünftigen Anforderungen und technischen Möglichkeiten mitentwickeln kann, ohne jedes Mal komplett ausgetauscht zu werden. Darüber hinaus setzt Weiss beim Ausbau seines Portfolios auf eine starke Interoperabilität zwischen seinen Steuerungslösungen. Das soll einen verbesserten Informationsaustausch unter den Komponenten ermöglichen und damit auch die Plattform für kommende digitale Services bieten.

Einfache Automatisierung

Um die Automatisierung von Montagevorgängen so einfach wie möglich zu gestalten, setzt Weiss bei seinen Lösungen auf hohen Bedienkomfort, so auch bei der Rundschalttisch-Steuerung TS005. Das Indexer-Modul ist eine geschlossene Einheit für den Einbau auf einer Hutschiene. Die kompakte Form integriert sich störkonturfrei in moderne Schaltschrankkonzepte. Die Verdrahtung ist durch Push-in-Technik und steckbare Klemmen mit eindeutiger Beschriftung transparent umgesetzt. Die Gehäusebeschriftung erleichtert den Anschluss der Klemmen und deren Signalbelegung. Das schafft im Bedarfsfall schnell Klarheit über die Signalzuordnung. Die Bedienelemente und das Display von TS005 liegen direkt im Zugriffsbereich und Sichtfeld.

Das grafische Display der neuen Rundschalttischsteuerung TS005 erleichtert die Bedienung und ermöglicht eine geführte Inbetriebnahme. Wechselt das grafische Display in den Energy Saving Mode, signalisiert der Lichtstreifen visuell den Betriebszustand und gibt Feedback zum Geräteverhalten. Mit einem klar kodierten Farbkonzept ist der Status der Komponente aus der Distanz erkennbar und interpretierbar. Die visuelle Anzeige des Gerätezustands ermöglicht eine schnelle und eindeutige Bewertung im Rahmen der Inspektion der Schaltanlage. Sie schafft Transparenz gerade dann, wenn der Rundschalttisch selbst aufgrund der Einbausituation nicht einsehbar ist.

Die Parametrierung der Steuerung gelingt in wenigen Schritten. Eine Auswahl an Default-Einstellungen ist bei Auslieferung des Moduls bereits integriert. Sie kann bei Bedarf individuell angepasst werden. Die vom Benutzer adaptierten Einstellungen lassen sich bequem auf dem integrierten Speichermedium (USB-Stick) sichern. Das erleichtert später einen im Rahmen der Maintenance möglichen Gerätetausch. Bei der Erstinbetriebnahme erlaubt die Autotuning-Funktion die passende Abstimmung des Rundschalttischs auf die Kundenapplikation. Das Autotuning ist fester Bestandteil des Lieferumfangs und für Weiss ein integraler Bestandteil seiner Steuerungslösungen.

Komplexität reduzieren

Bereits in der Basisversion einer Steuerung steckt eine hohe Komplexität, wenn diese für ein ganzheitliches, digitales Produktionsumfeld ausgelegt sein soll. Weiss betrachtet daher Neuentwicklungen und Nachfolgeprodukte aus einer ganzheitlichen Perspektive. So folgen auch Komponenten, die im Gesamtportfolio eher als Randprodukt erscheinen, der ganzheitlichen Strategie eines digitalen Produktportfolios. Dabei verheiratet Weiss zunehmend die mechanische, mechatronische und digitale Welt. Neben der Zuverlässigkeit des eigentlichen Produkts erschließt Weiss seinen Kunden damit die Möglichkeiten und Vorteile einer durchgängigen Engineering- und Produktionsdigitalisierung.