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Nr. 1 | April 2009 | www.pc-control.net
10 | title
Die TwinSAFE-Klemmen für das EtherCAT-I/O-System nutzen die hoheEtherCAT-Performance optimal aus.
34 | worldwide
Die Komax AG aus der Schweiz setzt bei der Verarbeitung vonPhotovoltaikmodulen auf PC-Control.
20 | products
Kompakter ATX-Industrie-PC C66xx für den Schaltschrank: Hohe Flexibilitätbei geringen Abmessungen
Die Safety-SPS in der EtherCAT-Klemme
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:53 Uhr Seite 1
2 contents PC-Control 01 | 2009
24 | interviewAndreas Schulze im Interview: EtherCAT
und XFC in der Photovoltaik-Produktion
26 | productsFunklösungen für den industriellen Einsatz:
WLAN oder IEEE 802.15.4
30 | worldwideITEC GmbH, Deutschland: Automatisierungs-
systeme für die Lebensmittelindustrie
32 | E-Star Packaging Equipment Ltd., China:
PC-basiertes Steuerungssystem
für Heißkleber-Etikettiermaschine
33 | SystemTechnik für Betriebsmittel GmbH
(STB), Deutschland: Bequem ein- und
auslagern über Touchpanel
34 | Komax AG, Schweiz: Vollautomatische Dünn-
schicht-Kontaktieranlage mit PC-Control
12 | productsKompakter Schaltschrank-PC C6915
mit Intel®-Atom™-Prozessor
14 | CP77xx: Multifunktionaler, kompakter
Panel-PC für aufwendige Automatisierungs-
aufgaben
15 | CX5000-Serie ergänzt Embedded-PC-Familie
um kompakte Variante
16 | interviewStefan Sieber im Interview: PC-Control
für Holzbearbeitungsmaschinen
20 | productsKompakter ATX-Industrie-PC C66xx
für den Schaltschrankeinbau
22 | DMX-Klemme EL6851 für Beleuchtungs-
und Bühnentechnik im EtherCAT-I/O-System
23 | PC-Control für die Prozessautomation
auf der Achema
8 | EtherCAT Box: High-Performance,
kompakt und wasserdicht verpackt
20 | Kompakter ATX-Industrie-PC C66xx
für den Schaltschrankeinbau
30 | ITEC GmbH, Deutschland:
Automatisierungssysteme für
die Lebensmittelindustrie
Redaktionsleitung:Frank Metzner
Redaktion:Gabriele KerkhoffJessica GawronskiDr. Ursula FrankTelefon: +49 (0)5246 /963 -1 40Fax: +49 (0)5246 /963 [email protected]
PC-Control – The New Automation Technology Magazine
Herausgeber:Beckhoff Automation GmbHEiserstraße 533415 Verl/GermanyTelefon: +49 (0)5246 /963-0Fax: +49 (0)5246 /963 [email protected]
impressum
SystemTechnik für Betriebsmittel GmbH (STB), DeutschlandVelteko s.r.o., Tschechische Republik
Design: www.a3plus.deProjektleitung: Hans-Heinrich Beier
Druck: Scholz, GermanyAuflage: 23.000
Bildnachweis:Ersol Solar Energy AG, DeutschlandFotolia, DeutschlandHarro Höfliger Verpackungs-maschinen GmbH, DeutschlandItec GmbH, DeutschlandKomax AG, SchweizMultibrid, DeutschlandQ-Cells SE, DeutschlandRoboworker Automation GmbH,Deutschland
4 | newsHannover Messe 2009
7 | XFC gewinnt TechStar in Österreich
Beckhoff Italien eröffnet
Vertriebsbüro in Padua
CDLC-Team der TU Braunschweig
siegt beim Carolo-Cup 2009
8 | productsEtherCAT Box: High-Performance,
kompakt und wasserdicht verpackt
9 | RFID für Control Panel
10 | titleDie Safety-SPS in der EtherCAT-Klemme:
kompakt, flexibel, leistungsfähig
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3 editorialPC-Control 01 | 2009
Beckhoff gilt in der Branche als innovationsfreudiges Unternehmen. Viele Beckhoff-Meilensteine wie
die PC-basierte Steuerungstechnik, die Busklemme oder EtherCAT sind zu Weltstandards in der Auto-
matisierung geworden. Was einerseits zum Vorteil des Kunden ist, stellt auf der anderen Seite die
Kommunikationsabteilungen immer wieder vor die Herausforderung, alle innovativen Produkte und
Lösungen in den diversen Print- und Online-Medien sowie auf Messen zu präsentieren.
Hier bietet das Internet mit seinen nahezu unendlichen Kapazitäten und einer Rund-um-die-Uhr-Ver-
fügbarkeit die optimale Plattform für Erweiterungen. Der Internetauftritt von Beckhoff umfasst mitt-
lerweile über 9.000 Webseiten und wird
weiter mit technischen Zusatzinforma-
tionen und Multimedia-Präsentationen
konsequent ausgebaut.
Um den Neuentwicklungen durchgängig
gerecht zu werden und Sie kontinuierlich
über aktuelle Themen zu informieren,
haben wir die Anzahl der Ausgaben
unseres Firmenmagazins PC-Control auf
vier pro Jahr erhöht. Weiterhin haben
wir unseren Messestand auf der Hanno-
ver Messe um rund 50 % vergrößert, so-
dass wir Ihnen, vom 20. bis zum 24.April
2009, auf 800 qm das komplette Pro-
duktspektrum, ergänzt um zahlreiche
Neuheiten, vorstellen können.
Trotz Wirtschaftskrise und Rückzug einiger Unternehmen bleibt die Hannover Messe mit rund 6.000
Ausstellern weitestgehend stabil. Unsere Erfahrungen der ersten Messen 2009 lassen keinen negati-
ven Trend bei den Besucherzahlen ablesen. Im Gegenteil, auf den bisherigen Frühjahrsmessen CeBIT,
Embedded World oder der Photovoltaic Technology Show konnten wir gute Besucherzahlen regis-
trieren und sind daher auch zuversichtlich, was die Hannover Messe angeht. Am gewohnten Stand-
ort, in Halle 9, heißen wir Sie herzlich willkommen zur Präsentation von Neuentwicklungen und Pro-
duktergänzungen aus allen Technologiebereichen: vom 170-A-EtherCAT-Drive bis zum kompakten
Embedded-PC CX8000 im schlanken Buskopplergehäuse.
In der aktuellen Ausgabe der PC-Control finden Sie, ab Seite 4, weitere Beckhoff-Highlights zur
Hannover Messe sowie ausführliche Informationen zu Produkten, die bereits im vergangenen No-
vember auf der SPS/IPC/DRIVES vorgestellt wurden: die neuen IP-67-Module mit direktem EtherCAT-
Interface (Seite 8), die ATX-Industrie-PCs C66xx für den Schaltschrankeinbau (Seite 20) oder die IPC-
Produktfamilien auf Basis der Atom™-Prozessoren, den derzeit kleinsten x86-CPUs von Intel (ab Sei-
te 12). Die Safety-SPS EL6900 für das Beckhoff-EtherCAT-Klemmensystem, unsere Titelstory auf Seite
10, bündelt die Innovationen EtherCAT und TwinSAFE in einer nur 12 mm breiten Reihenklemme.
Die Innovationsfreude kann und wird bei Beckhoff also weitergehen; in der PC-Control werden wir
Sie weiterhin auf dem Laufenden halten.
Frank Metzner
Head of Marketing Communications
Mehr Raum für Innovation
37 | Roboworker Automation GmbH, Deutschland:
TwinCAT – Ruckfreies Be- und Entladen dank
elektronischer Kurvenscheiben
40 | Velteko s.r.o., Tschechische Republik:
PC-basierte Steuerung optimiert
Verpackungsanlage
42 | Wheelift, USA: PC-based Control bewegt
schwere Lasten
44 | research & developmentEinsatz von Multi-Agentensystemen
zur Steigerung der Anlagenverfügbarkeit
47 | ETGETG-Vorstand im Amt bestätigt
Safety-over-EtherCAT gewinnt
Sicherheits-Award
48 | EtherCAT Technology Group
entwickelt Safety-Antriebsprofil
49 | eventsMesserückblick 2008/2009
50 | Messetermine 2009
34 | Komax AG, Schweiz:
Vollautomatische Dünnschicht-
Kontaktieranlage mit PC-Control
Mehr Raum für Innovation: Reinert Keuter (links), Creative
Director des Firmenmagazins PC-Control, und Frank Metzner,
Head of Marketing Communications
Um unsere weltweiten PC-Control-Leser in
kürzeren Zeitabständen über aktuelle Themen
informieren zu können, wird das Beckhoff-Firmen-
magazin ab 2009 mit einer weiteren Ausgabe,
insgesamt viermal pro Jahr, erscheinen. Alle
PC-Control-Beiträge der letzten acht Jahre finden
Sie auch online, unter www.pc-control.net.
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Auf dem Hauptstand in Halle 9, Stand F06, präsentiert Beckhoff auf 800 qm
sein komplettes Produktspektrum in den Technologieforen IPC, I/O, Motion
und Automation sowie zahlreiche Produktneuheiten.
IPC | Intel®-Atom™-Industrie-PCs und neue Displaygrößen
News im IPC-Bereich: Die extrem kompakt bauende Schaltschrank-PC-Serie
C69xx wird um den C6915 auf Intel®-Atom™-Basis und den C6930, auf Basis
von Intel® Core™ Duo/Core™2 Duo, mit RAID-System für zwei SATA-Festplat-
ten-Wechselrahmen, erweitert. Dabei bietet der C6930 zusätzlich die Option,
weitere On-Board-Schnittstellen, wie RS232 oder USB, herauszuführen.
Einen Schwerpunkt bei den Produktergänzungen bilden die neuen Industrie-
PCs und Panel-PCs mit Intel®-Atom™-Prozessoren, die die Skalierbarkeit der
PC-basierten Steuerungstechnik weiter steigern. Sie bewegen sich im unteren
Preissegment und bauen – aufgrund der geringen Prozessorverlustleistung
der Atom™-CPU – extrem klein. Das Highlight ist der bereits zur SPS/IPC/
DRIVES 2008 vorgestellte C6915, der hohe Performance im ultrakompakten
Format bietet. Intels derzeit kleinste x86-CPU bildet auch das Herzstück
bei einer Vielzahl weiterer IPCs, wie der Einbau-Panel-PC-Serie CP62xx, den
IP-65-Panel-PCs CP77xx sowie der Embedded-PC-Baureihe CX5000.
Mit der Einführung neuer Displaygrößen wird das Control-Panel-Programm
nach „unten“ und „oben“ erweitert: Die 5,7-Zoll-Displays werden in die Pa-
nel-PC-Serie CP6207, in das Ethernet-Panel CP6607 und das DVI/USB-Panel
CP6907 integriert. Alle drei Varianten bilden kleine Bedien- und Steuerein-
heiten mit vielseitigen Einsatzmöglichkeiten, vom intelligenten Schalterersatz
im Gebäude bis zur Miniatursteuerung für die Maschine. Die 24-Zoll-Panel mit
DVI/USB-Anschluss werden als Einbau-Panel CP6904 und Kompakt-Panel
CP7904 vorgestellt. Die „XXL-Panel“ sind für den universellen Einsatz in den
Bereichen Maschinensteuerung, Anzeige von Betriebsdaten oder Gebäude-
automatisierung ausgelegt.
Die neue Industrie-PC-Serie C66xx bietet hohe Flexibilität bei geringen Ab-
messungen. Ausgestattet mit einem Intel®-Core™2-Quad-Prozessor ist der
Schaltschrank-PC in zwei Varianten lieferbar. Der C6650 ist mit zwei Fest-
platten-Wechselrahmen ausgestattet und damit für den Einsatz in RAID-
Applikationen geeignet.
Vom 20. – 24. April 2009 findet mit der Hannover Messe, mit insgesamt 13 Leitmessen, die weltgrößte Industriemesse statt. Beckhoff ist auf der Hannover Messe gleich mit zwei Messeständen, im Bereich „Industrial Automation“ und auf der neuen Leitmesse „Wind“, vertreten.
4 news PC-Control 01 | 2009
Hannover Messe lohnt sich!
Beckhoff in Halle 9,
Stand F06
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5 newsPC-Control 01 | 2009
Scientific Automation | Neue Messtechnikklemmen
Die Busklemme ist längst mehr als ein Standard-I/O-System. Hochgenaue
Messtechnik, vereint mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit, ermög-
licht die Verarbeitung anspruchsvoller technischer Signale.
Neu ist die Condition-Monitoring-Klemme EL3631 mit IEPE-Schnittstelle
(Integrated Electronics Piezo-Electric), an die Beschleunigungsaufnehmer
direkt angeschlossen werden können. Durch die hohe Bandbreite von
EtherCAT lassen sich alle Messwerte auf den PC übertragen und dort
auswerten. Vorgefertigte, parametrierbare TwinCAT-Bausteine sorgen für
einen schnellen Einstieg. Auch die individuelle Auswertung durch eigene
Software wird unterstützt.
EtherCAT Box | High-Performance, kompakt und wasserdicht verpackt
Mit der Erweiterung der Beckhoff-Feldbus-Box-Familie durch die EtherCAT
Box kommt die EtherCAT-Technologie nun auch ohne Schaltschrank zum Ein-
satz. Die Module der IP-67-Serie verfügen durchgängig über ein direktes
EtherCAT-Interface, d.h. die hohe Performance bleibt bis in jedes Modul er-
halten. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten in der IP-67-Welt: schnelle
Prozessdatenkommunikation mit XFC, hochgenaue Messtechnik und inte-
grierte Antriebstechnikfunktionen direkt im Feld. Mit Abmessungen von nur
126 x 30 x 26,5 mm (H x B x T) sind die Baugruppen außerordentlich klein
und eignen sich somit insbesondere für Anwendungen mit beengten Platz-
verhältnissen. Neu vorgestellt, werden auf der Hannover Messe verschiedene
frei parametrierbare digitale und analoge Ein-/Ausgangs-Module, sowie die
IP-67-EtherCAT-Abzweig-Box EP1122-0001.
I/O | Neue Buskopplergeneration:Offene Steuerungstechnik für EtherCAT-Klemmensystem
Mit der Einführung einer neuen Buskoppler-Generation lässt sich
das EtherCAT-Klemmensystem für ein noch breiteres Anwen-
dungsspektrum nutzen. Das ultraschnelle I/O-System mit einer
großen Klemmenauswahl steht nun – neben EtherCAT – auch für
andere Feldbus und Industrial-Ethernet-Systeme zur Verfügung;
z.B. PROFIBUS, CANopen, DeviceNet, Realtime-Ethernet, PROFI-
NET IO, EtherNet/IP und Sercos III.
EL6900 | Die Safety-SPS in der EtherCAT-Klemme
Die schnelle Verarbeitung sicherheitsrelevanter Daten vereinfacht Sicherheits-
konzepte und reduziert die Kosten in der Anwendung. EtherCAT stellt durch
seine Geschwindigkeit und Deterministik die optimale Übertragungsstrecke
für die TwinSAFE-Klemmen zur Verfügung. An die Safety-PLC EL6900 lassen
sich bis zu 128 sicherheitsrelevante Busteilnehmer anschließen. Die in eine
Standardreihenklemme integrierte Safety-Lösung ist äußerst kompakt und
bietet, durch die wahlfreie Positionierung innerhalb des Busklemmensystems,
höchste Flexibilität. In die Safety-PLC sind 256 Funktionsbausteine integriert,
die – je nach Anwendung – konfiguriert oder programmiert werden. Für den
Anschluss der Sicherheitssensoren bzw. -aktoren stehen Digital-Eingangs-
klemmen (EL1904) sowie Digital-Ausgangsklemmen (EL2902 und EL2904) für
24 V DC zur Verfügung.
CP-Link 3 | Ethernet-basierter Multi-Display-Link
Ein weiteres Highlight ist CP-Link 3: Das neue
Bedien- und Visualisierungskonzept erlaubt die
flexible Anbindung von bis zu 255 Ethernet-
Paneln bzw. Panel-PCs an einen Industrie-PC.
CP-Link 3 ist eine reine Softwarelösung, die voll-
ständig auf Standardhardware (Ethernet) und
IP-basiertem Protokoll zur Übertragung der Bild-
daten beruht. Daneben überträgt die Multi-Dis-
play-Link-Lösung auch USB. Die Besonderheit
besteht in der unabhängigen Bedienbarkeit aller
angeschlossenen Panels.
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6 news PC-Control 01 | 2009
Offene Automatisierungslösungen für
die Windbranche auf der Leitmesse Wind:
Halle 27, Stand D10
Die Hersteller von Windenergieanlagen stehen heu-
te vor der Aufgabe, den permanent wechselnden
Anforderungen des Marktes mit maximaler Flexibi-
lität zu begegnen, um ihre Produkte dauerhaft
konkurrenzfähig zu halten. Diese Flexibilität bietet
Beckhoff mit der PC-basierten Steuerungstechnik,
die heute weltweit auf Windkraftanlagen sowohl
Onshore als auch Offshore im Einsatz ist. Auf der
„Wind“ präsentiert Beckhoff seinen kompletten
Automatisierungsbaukasten zur Steuerung und
Regelung von Windkraftanlagen: von der einzelnen
Komponente, bis hin zur kompletten Steuerungs-
lösung, inklusive Schaltschrank und Applikations-
software.
Die wichtigsten Informationen auf einen Blick:| Hannover Messe 2009, Deutschland
| 20. – 24. April 2009
| Öffnungszeiten: Montag – Freitag: 9 – 18 Uhr
Beckhoff-Stände | Beckhoff Hauptstand: Halle 9, Stand F06
| Leitmesse Wind: Halle 27, Stand D10
Beckhoff auf Partnerständen:| EtherCAT Technology Group, Halle 9, Stand F19
| PROFIBUS-Nutzerorganisation, Halle 11, Stand A41
Weitere Informationen:
www.beckhoff.de/HMI
www.hannovermesse.de
Drives | EtherCAT-Drives AX5000 bis 170 A
Die Beckhoff Servoverstärker AX5000 für schnelle und hochdynamische Posi-
tionieraufgaben sind bisher in Varianten bis 25 A lieferbar. Zur Hannover
Messe wird die einkanalige Servoverstärker-Baureihe AX51xx für Motor-
nennströme bis 170 A erweitert: 60 A (AX5160), 72 A (AX5172), 90 A
(AX5190), 110 A (AX5191), 143 A (AX5192), 170 A (AX5193).Alle Geräte ent-
halten EtherCAT als Systembus sowie das bereits von den kleineren Geräten
bekannte Multi-Feedback-Interface. Das universell ausgelegte Antriebskon-
zept entspricht nahezu allen Applikationen und Anforderungen. Besondere
Einsatzgebiete sind Hauptspindeln in Werkzeugmaschinen, große Hubantrie-
be, elektrische Kunststoff-Spritzgussmaschinen und alle Applikationen, bei
denen bisher, mangels Leistung, auf hydraulische Antriebstechnik zurück-
gegriffen wurde.
Auch die polgewickelte Servomotor-Baureihe AM3000 wird durch Varianten
bis 230Nm Stillstandsmoment ausgebaut. Auf der HMI wird bereits die erste
Ausbaustufe bis 150 Nm und 60 A Stillstandsstrom präsentiert. Im Sommer
2009 wird die Bauform mit 300-mm-Flansch, 230 Nm und 80A eingeführt.
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Auch in diesem Jahr fand im Zuge der Vienna-Tec in Österreich
die Verleihung des TechStars vom Technik Report statt. In
der Kategorie Automatisierung gewann Beckhoff mit der
EtherCAT-basierten Automatisierung, die durch die neue
Steuerungslösung XFC (eXtreme Fast Control Technology) noch
schneller ist. XFC besteht aus einem modernen Industrie-PC,
ultraschnellen I/O-Klemmen mit erweiterten Echtzeit-Eigen-
schaften, dem Highspeed-Ethernet-System EtherCAT sowie der
Automatisierungssoftware TwinCAT und ermöglicht I/O-Res-
ponse-Zeiten ≤ 100 µs.
Mit der Eröffnung einer neuen Niederlassung in Padua, Ende 2008,
hat Beckhoff Italien sein Vertriebsnetz weiter verdichtet. Von Padua
aus werden vor allem kleine und mittlere Unternehmen im Nordosten
Italiens aus der Kunststoff- und Metallverarbeitung sowie der Lebens-
mittel- und Getränkeindustrie betreut.
„Die Verstärkung unserer Präsenz vor Ort
steht ganz im Einklang mit unserer Geschäfts-
philosophie, nahe am Markt zu sein und un-
sere Kunden optimal zu unterstützen. Wir
wollen unsere Produkte und Lösungen so ent-
wickeln, dass sie den Erwartungen der Kun-
den entsprechen. Aus diesem Grund arbeiten
wir eng und partnerschaftlich mit ihnen zu-
sammen“, so Pierluigi Olivari, Geschäftsführer
von Beckhoff Italien.
„Die neue Niederlassung in Padua dient nicht
bloß zur Steigerung unserer Vertriebsaktivitä-
ten. Wir haben die Absicht, ein Ausbildungs-
und Kundendienstzentrum aufzubauen, um
der wachsenden Nachfrage unserer Kunden
nach Schulung und Support nachzukommen“,
ergänzt Paolo Guarise, Vertriebsleiter für
Nordost-Italien.
www.beckhoff.it
7 newsPC-Control 01 | 2009
Beckhoff Italien eröffnet Vertriebsbüro in Padua
XFC gewinnt TechStar in Österreich
Armin Pehlivan (rechts), Geschäftsführer von Beckhoff Österreich, nimmt den
TechStar in der Kategorie Automatisierung von Manfred Krejci und Marina
Colombini, beide Leitung Zeitschriften beim Weka-Verlag, entgegen.
Pierluigi Olivari, Geschäfts-
führer Beckhoff Italien
Paolo Guarise, Vertriebsleiter
für Nordostitalien
Der Carolo-Cup ist ein Hochschulwett-
bewerb, bei dem es gilt, ein selbst ent-
wickeltes, autonomes Modellfahrzeug
durch verschiedene realitätsnahe Szena-
rien zu steuern. Das von Beckhoff ge-
sponserte, neunköpfige CDLC-Team der
TU Braunschweig gewann mit „Carolin-
chen II“ den diesjährigen Wettbewerb
und siegte mit großem Abstand vor der
Konkurrenz.
Insgesamt drei Disziplinen waren bei
dem Wettbewerb, an dem acht deut-
sche Hochschulen teilnahmen, zu meis-
Erlernte Theorie indie Praxis umgesetzt
CDLC-Team der TU Braunschweig
siegt beim Carolo-Cup 2009
Nach dem Erfolg beim Carolo-Cup 2009 konnte sich das CDLC-Team
über seinen ersten öffentlichkeitswirksamen Auftritt freuen. Bei der
Einweihung des Niedersächsischen Forschungszentrums für Fahrzeug-
technik (NFF) am 13. Februar 2009, stand Carolinchen II, zusammen mit
Ministerpräsident Christian Wulff und VW-Vorstandschef Martin Winterkorn,
im Blitzlichtgewitter.
tern: rückwärts Einparken, schnelles
Fahren ohne Fahrbahnmarkierungen
sowie Hindernisfahren und Anhalten an
Kreuzungen. Das CDLC-Team ging mit
einem Modellfahrzeug im Maßstab 1:10
ins Rennen, das mit einem Beckhoff-Mo-
therboard CB4051-0005 mit Intel® Core™
Duo L2400 1,66 GHz ausgerüstet ist. Die
Steuerungssoftware haben die Studen-
ten selbst entwickelt. Eine angeschlosse-
ne Kamera und eine entsprechende
Bildverarbeitungssoftware analysieren
die aktuelle Situation des autonomen
Fahrzeugs; Laserdistanzsensoren er-
möglichen das Ausmessen der Parklü-
cken. Die Ansteuerung der Motorregler
erfolgt über eine an das Motherboard
angeschlossene PC/104-CAN-Karte.
www.team-cdlc.de
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Mit Abmessungen von nur 126 x 30 x 26,5 mm (H x B x T) sind die Bau-
gruppen außerordentlich klein und eignen sich somit besonders für An-
wendungsfälle mit beengten Platzverhältnissen.
Die EtherCAT Box verbindet die klassischen Vorzüge der extrem robus-
ten Feldbus-Box-Module, die sie für Applikationen in rauer Industrie-
umgebung tauglich machen, mit dem schnellen Kommunikationssystem
EtherCAT. Nachdem Beckhoff mit der Entwicklung der EtherCAT-Klemmen
in Schutzart IP 20 die Basis gelegt hatte, war die Übertragung dieser
Funktionalität in die wasser- und staubdichten IP-67-Module nur konse-
quent. Der EtherCAT-Anschluss erfolgt über schraubbare, geschirmte M8-
Stecker. Die Kommunikation über Standard-Ethernet-Kabel erlaubt die
Vernetzung der EtherCAT-Box-Module für Entfernungen bis 100 m. Ferti-
ge, umspritzte M8-Leitungen werden bis 50 m Leitungslänge angeboten.
Die Beckhoff EtherCAT Box macht nun die hohe Performance von
EtherCAT direkt im Feld nutzbar und bietet auch die Basis zur Ausnut-
zung der Beckhoff-XFC-Technologie (eXtreme Fast Control Technology).
XFC ermöglicht durch kurze I/O-Response-Zeiten eine Erhöhung des Ma-
schinen- und Anlagendurchsatzes, da Signalwartezeiten drastisch redu-
ziert werden.
Die EtherCAT-Box-Module decken das typische Anforderungsspektrum
der IP-67-I/O-Signale ab: digitale Eingänge mit unterschiedlichen Filtern
(3,0 ms oder 10 µs), digitale Ausgänge mit 0,5- und 2-A-Ausgangsstrom,
analoge Ein- und Ausgänge mit 16-Bit-Auflösung, Thermoelement- und
RTD-Eingänge sowie Schrittmotormodule. Für XFC sind z. B. Module mit
Time-Stamp-Eingängen verfügbar. Der Anschluss der Sensorik und Aktorik
erfolgt je nach Einsatzfall über schraubbare Steckverbinder in M8 oder
M12.
Mit der Erweiterung der Beckhoff-Feldbus-Box-Familiedurch die EtherCAT Box kommt die EtherCAT-Techno-logie nun auch ohne Schaltschrank zum Einsatz. Die Module der IP-67-Serie haben durchgängig ein direktesEtherCAT-Interface, d.h. die hohe Performance bleibtbis in jedes Modul erhalten. Dies eröffnet neue Mög-lichkeiten in der IP-67-Welt: schnelle Prozessdaten-kommunikation mit XFC, hochgenaue Messtechnik undintegrierte Antriebstechnik-Funktionen direkt im Feld.
8 products PC-Control 01 | 2009
EtherCAT Box: High-Performance,
kompakt und wasserdicht verpackt
Robust und kompakt: IP-67-Module mit direktem EtherCAT-Interface.
Die Module sind voll vergossen und daher ideal vorbereitet für nas-
se, schmutzige oder staubige Umgebungsbedingungen. Durch vor-
konfektionierte Kabel vereinfacht sich die EtherCAT- und Signal-
verdrahtung erheblich. Neben den vorkonfektionierten EtherCAT-,
Power- und Sensorleitungen stehen auch feldkonfektionierbare
Stecker und Kabel für maximale Flexibilität zur Verfügung.
„EtherCAT direkt“für IP-67-I/O-Module
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Highlights EtherCAT Box
| extrem kompakte und robuste IP-67-Module
| 100-MBit/s-Ethernet direkt in jeder IP-67-Box
| überragende Performance durch EtherCAT
| schnelle Systemkommunikation durch EtherCAT (kein Subsystem)
| flexible Topologie
| durchgängige EtherCAT-Kommunikation
für alle Automatisierungskomponenten
| XFC jetzt auch in IP 67
9 productsPC-Control 01 | 2009
Die Durchgängigkeit von EtherCAT – vom PC durch die Klemmenwelt bis
hinunter in jede Box – bietet eine einzigartige Transparenz der Steuerungs-
architektur. Das bedeutet, dass Anwender ihre Maschine zukünftig voll-
kommen frei planen können: Im Schaltschrank wird die Maschine klassisch
mit IP-20-EtherCAT-Klemmen verkabelt. In der Maschine oder Anlage selbst
werden direkt IP-67-EtherCAT-Box-Module verbaut. Zusätzliche Klemmen-
kästen können entfallen, wertvoller Einbauraum wird gewonnen, die Ins-
tallation wird erleichtert und schlussendlich werden Kosten eingespart.
www.beckhoff.de/EtherCAT-Box
Das RFID-Modul liest Legic-Trans-
ponder in einem Abstand von bis
zu 30 mm. Die empfangenen Da-
ten werden über eine serielle
Schnittstelle oder per USB an den
PC übertragen, und stehen dem
Anwender in einer kundenseitig zu
installierenden Datenbank zur wei-
teren Verfügung. Für Anwendun-
gen in der Steuerungstechnik wur-
de die Automatisierungssoftware
TwinCAT um ein Supplement er-
gänzt, das die RFID-Daten direkt in
die SPS überträgt. Der Datentrans-
fer kann aber auch unabhängig
von TwinCAT, über Treiber für Win-
dows CE und XP/XPe, die Beckhoff
zur Verfügung stellt, erfolgen.
www.beckhoff.de/RFID-Panel
RFID für Control Panel
RFID-Leser wird in Control Paneln und Panel-PCs zum Standard
Die Beckhoff Panel-PCs der Serien
CP710x, CP720x und CP770x sowie
die Control Panel CP780x und
CP790x mit 15- oder 19-Zoll-Dis-
play ohne Folientastatur sind jetzt
standardmäßig mit RFID-Leser in
der Front verfügbar. Das RFID-Mo-
dul, das hinter der Frontfolie inte-
griert ist, liest Karten in einem Ab-
stand von bis zu 30 mm und er-
möglicht die Identifikation des Be-
nutzers am Gerät. Die Bedruckung
der Frontfolie kennzeichnet die
Position des RFID-Lesers unterhalb
des Displays auf der rechten Seite.
Damit bleibt die Schutzart IP 65 er-
halten und erlaubt den Betrieb der
Panel-PCs und Control Panel auch
in rauer Industrieumgebung.
Beckhoff Panel-PCs und Control Panel mit 15- oder 19-Zoll-Display ohne
Folientastatur sind jetzt standardmäßig mit RFID-Leser in der Front verfügbar.
Die Beckhoff Control Panel und Panel-PCs, die sowohl für dieAutomatisierung als auch für die industrielle IT-Anwendung geeignet sind, werden durch Integration eines RFID-Lesers in ih-rem Funktionsumfang erweitert: beispielsweise für Anwendun-gen in der Logistik, der Zugangskontrolle oder der Zeiterfassung.Außerdem kann mittels eines RFID-Lesers der autorisierte Zugriffauf Maschinendaten oder die Eingabe von Produktionsaufgabenerfasst werden.
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Die TwinSAFE-Klemmen für das EtherCAT-I/O-System nutzen die hohe Performance von EtherCAT optimal aus: So lassen sich an die Safety-PLC EL6900 bis zu 128 sicherheitsrelevante Busteilnehmer anschließen. Die in eine Stan-dardreihenklemme integrierte Safety-Lösung ist äußerst kompakt und bietet, durch die beliebige Positionierunginnerhalb des Busklemmensystems, höchste Flexibilität. In die Safety-PLC sind 256 Funktionsbausteine integriert, die– je nach Anwendung – konfiguriert oder programmiert werden.
10 title PC-Control 01 | 2009
Die Safety-SPS in der EtherCAT-Klemme:kompakt, flexibel, leistungsfähig
TwinSAFE – die Safety-Technologie von Beckhoff – wurde bereits erfolg-
reich in das Busklemmensystem (K-Bus) integriert und ist in vielen An-
wendungen weltweit im Einsatz. Mit der Integration der TwinSAFE-Tech-
nologie in das EtherCAT-Klemmen-System (E-Bus) wird die hohe Perfor-
mance von EtherCAT, mit schneller Kommunikation und verbesserter Di-
agnose, nun auch für die Sicherheitstechnik verfügbar.
Umfangreiche Funktionalität im Busklemmenformat
Die Safety-PLC EL6900 ist, im Gehäuse einer nur 12 mm breiten elektro-
nischen Reihenklemme, sehr kompakt gebaut und für Sicherheitsanwen-
dungen bis SIL 3, nach IEC 61508, und EN ISO 13849-1 PL e geeignet. Die
EL6900 kann bis zu 128 Teilnehmer einbinden und ist im Stande, 256
sicherheitsrelevante Funktionsbausteine abzuarbeiten.
Das System kann bei Bedarf mit weiteren Safety-PLCs EL6900 erweitert
werden. So können sicherheitsrelevante Steuerungsaufgaben von Ma-
schinen und Anlagen je nach Anwendung – dezentral oder zentral rea-
lisiert werden.
Für den Anschluss der Sicherheitssensoren bzw. -aktoren stehen Digital-
Eingangsklemmen (EL1904) für 24 V DC sowie Digital-Ausgangsklem-
men (EL2902 2,3 A und EL2904 0,5 A) für 24 V DC zur Verfügung. Die
TwinSAFE-Klemmen können an jeder beliebigen Stelle im Klemmensys-
tem oder auch in verteilten I/O-Systemen installiert sein. Die Safety-PLC
EL6900 ist auch als Sicherheitssteuerung für die über EtherCAT angebun-
denen Beckhoff Servoverstärker AX5000 einsetzbar.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:53 Uhr Seite 10
11 titlePC-Control 01 | 2009
Übertragen dieser Informationen in ein zusätzliches Tool entfallen. Das
führt zu einer erheblichen Entlastung und Kosteneinsparung.
Das TwinSAFE-System von Beckhoff nutzt zum sicheren Austausch der Da-
ten das offene Safety-over-EtherCAT-Protokoll. Die sichere Datenübertra-
gung ist auch auf unterschiedlichen Medien möglich: Lichtwellenleiter,
Kupferleiter, Funk- oder auch andere Datenstrecken, wie z.B. Datenlicht-
schranken, sind erlaubt. Safety-over-EtherCAT wurde zur Realisierung ei-
ner sicheren Datenübertragung für EtherCAT entwickelt und ist innerhalb
der EtherCAT Technology Group (ETG) offengelegt. Das Safety-Protokoll
wird bereits von vielen Herstellern weltweit unterstützt.
www.beckhoff.de/EL6900
www.beckhoff.de/Safety-over-EtherCAT
Die Safety-Lösung für das EtherCAT-
Klemmensystem ermöglicht den Aufbau
einer einfachen, flexiblen und kostengün-
stigen dezentralen Sicherheitssteuerung.
Anwendung findet die kompakte Safety-Lösung in vielen Bereichen und Bran-
chen: von der typischen Maschinensicherheit im Bereich der Holzbearbeitung,
Verpackungsindustrie und Fertigungstechnik, über Sicherheitsfunktionen in
Windkraftanlagen, Aufzügen und Seilbahnen, bis hin zur Medizintechnik.
Komfortable Integration der Sicherheitslösung in TwinCAT
Die in die Safety-PLC integrierten Sicherheitsfunktionsbausteine werden
entsprechend der zu realisierenden Applikation konfiguriert: Sicherheits-
funktionen, wie Not-Aus, Schutztürüberwachung, Zweihandkontrolle,
Muting seriell/parallel, Ventilkontrolle, Rückführkreiskontrolle sowie die
typischen Funktionen der Antriebswelt lassen sich auf diese Weise sehr
einfach anwählen und verknüpfen.
Die Applikationserstellung erfolgt wahlweise über eine einfache Konfigu-
rierung im TwinCAT System Manager oder wird – bei komplexeren An-
wendungen – mit der TwinCAT PLC programmiert (IEC 61131-3). Sämt-
liche sicherheitsrelevanten Parameter der Safety-PLC stehen in TwinCAT
zur Verfügung und können in der Standardsteuerung genutzt werden. In
der TwinCAT PLC stehen umfangreiche Diagnose- und Monitorfunktionen
in einer SPS-Bibliothek zur Verfügung.
Im Servicefall kann die Safety-PLC EL6900 getauscht werden, ohne dass
das Programm explizit neu geladen und verifiziert werden muss. Die Kon-
figuration wird automatisch vom System geladen und verifiziert; auf stö-
rungsanfällige Wechselmedien kann dabei verzichtet werden. Das ma-
nuelle Laden bzw. Speichern des Projektes im Servicefall ist daher nicht
mehr notwendig.
Ein weiteres Highlight ist das in TwinCAT integrierte Tool zur Berech-
nung und Bestimmung des SIL oder PL nach EN IEC 62061 und EN ISO
13849-1. Eine komplizierte Analyse der Sicherheitsapplikation und ein
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:53 Uhr Seite 11
12 products PC-Control 01 | 2009
Das kompakte Aluminium-Gehäuse des Industrie-PCs C6915 ist mit einem
31/2-Zoll-Motherboard für Intel®-Atom™-Prozessoren 1,1 GHz oder 1,6 GHz aus-
gestattet. Die Kühlung des PCs erfolgt durch die Aluminiumoberfläche und er-
möglicht den Betrieb bis 55 °C. Der C6915 benötigt keinen Lüfter und enthält in
der Grundausstattung mit Flash-Disk keine mechanisch bewegten Teile. Optional
kann eine Festplatte oder eine zweite Compact-Flash-Karte integriert werden.
Schaltschrank-PC C6915
mit Intel®-Atom™-Prozessor
Ultrakompakter Industrie-PC
Mit den Atom™-Prozessoren von Intel® wird die Skalierbar-keit der PC-basierten Steuerungstechnik weiter gesteigert. Intels derzeit kleinste x86-CPU bildet das Herzstück des neuen Schaltschrank-PCs C6915. Mit Abmessungen von nur47x157x116 mm (B x H x T) ist er der kompakteste unter den Beckhoff Industrie-PCs. Durch die geringe Prozessor-verlustleistung bauen Atom™-basierte Steuerungen extremklein und bewegen sich im unteren Preissegment.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 16.10.2009 18:25 Uhr Seite 12
Technische Daten: C6915
lüfterloser Industrie-PC für den raumsparenden Schaltschrankeinbau
passive Kühlung ohne Lüfter durch Kühlrippen
31/2-Zoll-Beckhoff-Motherboard für Intel® Atom™
Prozessor: Intel® Atom™ 1,1 GHz oder 1,6 GHz
Arbeitsspeicher: 1 GB DDR2RAM
Massenspeicher: 64-MB-Compact-Flash (optional größere oder
zweite Compact-Flash bzw. SATA-Festplatte, 21/2 Zoll, 40 GB)
Mini-PCI-Slot: 1 Slot frei für ab Werk eingebaute Feldbus-,
Ethernet- oder NOVRAM-Karten
Schnittstellen: 4 USB-2.0-Ports
On-Board-Grafikadapter: Intel® GMA500, DVI-I-Anschluss
On-Board-Dual-Ethernet-Adapter: 2x10/100/1000BASE-T
Betriebssystem: Windows CE, englisch
Schutzart: IP 20
Betriebstemperaturbereich: 0…55 °C
Gewicht bei Grundausstattung: 1,25 kg
Abmessungen: (BxHxT) 47x157x116 mm (ohne Montageplatte)
13 productsPC-Control 01 | 2009
Der C6915 verfügt über einen freien Mini-PCI-Slot, für den Einsatz einer Beckhoff
Mini-PCI-Feldbuskarte oder einer weiteren Ethernet-Karte; Voraussetzung ist die
Verwendung einer Compact-Flash-Karte als Speichermedium. Bei einer Ausstat-
tung mit zwei Compact-Flash-Karten oder einer Festplatte kann der Mini-PCI-Slot
nur für NOVRAM-Karten genutzt werden.
Der C6915 erweitert die erfolgreiche Schaltschrank-PC-Serie C69xx, die in ver-
schiedenen Leistungsklassen, von Intel® Celeron® M ULV 1,0 GHz (C6925) bis
Core™2 Duo 2,16 GHz (C6920), verfügbar ist. Industrie-PCs dieser Serie und ein
Beckhoff Control Panel mit DVI- und USB-Anschluss oder Ethernet-Control-Panel
als Bedieneinheit ergeben eine leistungsstarke Steuerungsplattform für den
Maschinen- und Anlagenbau – insbesondere mit der Automatisierungssoft-
ware TwinCAT. Durch die beiden unabhängigen Ethernet-Schnittstellen ist der
C6915 ideal geeignet für den Einsatz als kompakte Zentraleinheit einer EtherCAT-
Steuerung.
www.beckhoff.de/C6915
C6915: Schaltschrank-Industrie-PC
mit Intel® Atom™ im kompakten,
lüfterlosen Aluminiumgehäuse
C6920: Schaltschrank-Industrie-PC
mit Intel® Core™ Duo oder Core™2 Duo
und leicht zugänglicher Lüfterkassette
im kompakten Aluminiumgehäuse
C6925: Schaltschrank-Industrie-PC
mit Intel® Celeron® M ULV im kompakten,
lüfterlosen Aluminiumgehäuse
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 13
Durch die Ausstattung des CP77xx-Panel-PCs mit dem Intel®-Atom™-
Prozessor setzt Beckhoff die Integration der derzeit kleinsten x86-
CPU von Intel in seinen Industrie-PC-Serien fort. Nach dem Schalt-
schrank-PC C6915 und dem „Economy“-Einbau-Panel-PC CP62xx
ist nun auch der CP77xx mit hochintegriertem Motherboard für
Intel® Atom™ ausgerüstet und stellt die Vorteile der Prozessoren mit
geringer Verlustleistung für industrielle Anwendungen zur Verfügung.
Der PC ist in das flache Control-Panel-Gehäuse integriert und mit
6,5-, 12-, 15- oder 19-Zoll-Display ausgestattet. So erhält der Nutzer
selbst im 6,5-Zoll-Format ein leistungsstarkes Gerät. Vorteilhaft für
den Anwender sind nicht nur die schlanke Bauform bei gleichzeitig
hoher Rechenleistung, sondern auch deutliche Einsparungen durch
den geringen Stromverbrauch der Atom™-CPU.
Die Panel-PCs in robustem, industrietauglichem Gerätedesign in
Schutzart IP 65 sind mit Intel® Atom™ 1,1 oder 1,6 GHz lieferbar und
eignen sich als leistungsstarke Steuerungsplattform für den Maschi-
nen- und Anlagenbau. Ausgestattet mit einer Compact-Flash-Karte,
die unter einer Abdeckung in der Rückwand leicht zugänglich ist,
Mit dem CP77xx erweitert Beckhoff seine Panel-PC-Serien um eine High-Perfomance-Variante auf Basis der Intel®-Atom™-Prozes-soren. Durch die Integration der Atom™-CPU in das Control Panel wird aus dem Anzeigegerät ein vollwertiger Panel-PC in schlan-kem Gerätedesign. Abhängig von der Displaygröße hat der CP77xx eine sehr geringe Gehäusetiefe zwischen 28 und 45 mm. Da-mit erfüllt er die Anforderungen der Anwender nach einem hochleistungsfähigen Panel-PC in kompakter Bauform zu niedrigenKosten.
PC-Control 01 | 2009
Schlanker Panel-PC dank Intel®-Atom™-CPU
Multifunktionaler, kompakter Panel-PC
für aufwendige Automatisierungsaufgaben
Control Panel mit hoher Rechenleistung:
Die Panel-PC-Serie CP77xx von Beckhoff
integriert TFT-Display und PC in einem
flachen und robusten Aluminiumgehäuse
wasser- und staubdicht in Schutzart IP 65.
benötigt der CP77xx keinen Lüfter und enthält keine rotierenden Bau-
teile. Standardmäßig ist der Panel-PC mit zwei RJ-45-Ethernet-An-
schlüssen sowie einer RS232-Schnittstelle in der Rückwand ausge-
rüstet; optional steht eine 2-Port-USB-Schnittstelle zur Verfügung.
Weitere Optionen und Ausstattungsvarianten erlauben die optimale
Anpassung der Gehäusekonstruktion an die Bedürfnisse des Kunden.
Die Panel-PCs der Serie CP77xx sind für alle Aufgaben im Bereich der
Automatisierung sowie für Grafikanwendungen und zur Visualisie-
rung hervorragend geeignet, da die rechenstarken Atom™-Prozesso-
ren speziell für den Bereich der mobilen Anzeigegeräte entwickelt
wurden. Auch für CP-Link-3-Applikationen, die kleine, leistungsfähi-
ge Prozessoren für die schnelle Bildverarbeitung voraussetzen, sind
die CP77xx-Panel-PCs die richtige Wahl. Der Einsatz der Atom™-CPU
mit 1,1 und 1,6 GHz, die Intel® in seine „Embedded-Roadmap“ auf-
genommen hat, garantiert dem Nutzer die langfristige Verfügbarkeit
und darüber hinaus ein optimales Preis-Leistungs-Verhältnis.
www.beckhoff.de/CP77xx
14 products
PCc_1-09_DE_250309.qxp 16.10.2009 18:19 Uhr Seite 14
PC-Control 01 | 2009
Der neue CX5000 ist der kompakteste x86-Embedded-PC von Beckhoff. Hutschienenmontierbar und lüfterlos konzipiert, arbeiteter mit einer maximalen Verlustleistung von nur 8 Watt. Ermöglicht wird das neue Automatisierungskonzept durch den Atom™-Pro-zessor, die jüngste Prozessorgeneration von Intel. Aber auch bezüglich des Preises bietet der CX5000 Optimierungspotenzial: Mitdem Atom™-Prozessor ist er rund 30 Prozent günstiger als Geräte in einer vergleichbaren Leistungsklasse.
Embedded-PC mit Atom-Antrieb
CX5000-Serie ergänzt Embedded-PC-Familie um kompakte Variante
Der CX5010 ist mit einem Intel® Atom™ 1,1 GHz ausge-
stattet, der CX5020 enthält die 1,6-GHz-Variante. Die
neue CX-Serie reiht sich ins Mittelfeld der Beckhoff Em-
bedded-PC-Familie, mit derzeit fünf CPU-Klassen, ein.
Leistungsmäßig ist sie zwischen dem CX1010 und dem
CX1020 positioniert.
Mit Abmessungen von lediglich 86 x 100 x 91 mm (B x H
x T), inklusive Netzteil und I/O-Interface, baut der CX5000
extrem kompakt. Er ist hutschienenmontierbar und lüf-
terlos und mit einem direkten Anschluss für die Beckhoff
Busklemmen oder EtherCAT-Klemmen ausgestattet. Im
Gegensatz zu den anderen CX-Gerätefamilien verfügt
der CX5000 über eine feste Anzahl an Systemschnittstel-
len. Vielfältige Erweiterungsmöglichkeiten, wie z.B. die
Integration von Feldbusmastern oder -slaves, ergeben
sich durch den Einsatz der EtherCAT-Klemmen.
Als Systemschnittstellen stehen zwei unabhängige Giga-
bit-Ethernet-Ports sowie vier USB-2.0-Schnittstellen zur
Verfügung. An die DVI-D-Schnittstelle kann ein Beckhoff
Control Panel oder ein handelsüblicher DVI-Monitor
angeschlossen werden. Als Boot- und Speichermedium
kommt eine auswechselbare Compact-Flash-Karte zum
Einsatz. Bei den Betriebssystemen besteht die Wahl zwi-
schen Windows CE sowie Windows XP Embedded. Durch
die Automatisierungssoftware TwinCAT wird ein CX5000-
System zu einer leistungsfähigen SPS und Motion-Con-
trol-Steuerung, die mit oder ohne Visualisierung einsetz-
bar ist.
www.beckhoff.de/CX5000
Das Gehäusekonzept der
CX5000-Serie ist auf Robust-
heit und Kompaktheit opti-
miert; auf eine linksseitige
modulare Erweiterbarkeit
wurde verzichtet. Durch die
Anbindung von EtherCAT
bleiben jedoch vielfältige
Erweiterungsmöglichkeiten
offen. Weitere Master/Slave-
Feldbusanschlüsse (PROFIBUS,
CANopen, DeviceNet) oder
Kommunikationsschnitstellen
(RS232, RS422/RS485) sowie
alle über EtherCAT erreich-
baren Signalformen können
unmittelbar als EtherCAT-
Klemmen angereiht werden.
Die Embedded-PC-Serie CX5000 mit Intel®-Atom™-Prozessor
15 products
PCc_1-09_DE_250309.qxp 16.10.2009 18:19 Uhr Seite 15
PC-basierten Automatisierung, die durchgängige Of-
fenheit bietet:Wir finden immer einen Weg, um die vor-
handenen Steuerungswelten mit der unsrigen zu ver-
binden, indem wir entsprechende Schnittstellen bereit-
stellen. Diese Flexibilität und die Integrationsmöglich-
keiten unserer Steuerungsplattform gehören – neben
der außerordentlichen Leistungsfähigkeit – zu den
Hauptgründen, weshalb wir in der Holzbranche so
stark sind.
Waren branchenspezifischen Entwicklungenerforderlich?Unsere Steuerungslösung besteht grundsätzlich aus
dem Industrie-PC, der Automatisierungssoftware, der
Antriebstechnik sowie den Busklemmen-I/Os und
In der holzbearbeitenden Industrie hat Beckhoff in mehr als zwei Jahrzehnten ein tiefes Branchen-Know-how aufgebaut. Alle Pro-zessschritte der Holzbearbeitung lassen sich über die offene PC-basierte Steuerungsplattform von Beckhoff regeln. Funktionen, wie„Fliegende Säge“, „Kurvenscheiben“ und CNC oder auch branchenspezifische Lösungen, wie „Streckensteuerung“ und „Bohropti-mierung“ sind in die Steuerungssoftware TwinCAT integriert oder als zusätzliche Softwaremodule erhältlich. Im Vorfeld der LignaHannover 2009, der Weltmesse für die Holzindustrie, sprach PC-Control mit Stefan Sieber, Vertriebsmitarbeiter in der Beckhoff-Firmenzentrale Verl und Branchenexperte für Holzbearbeitungsmaschinen, über Marktchancen, XFC und Produktneuheiten.
16 interview PC-Control 01 | 2009
Mit „großer“ Antriebstechnik zurKomplettlösung in der Holzbranche
PC-Control für Holzbearbeitungsmaschinen
Herr Sieber, in der Holzbearbeitungsbranchehat Beckhoff bereits 1985 Fuß gefasst.Worauf ist das zurückzuführen?Historisch gesehen, war die Holzindustrie – nach dem
Maschinenbau für die Fensterprofilbearbeitung – die
zweite Branche, in der Beckhoff sich mit PC-Control
erfolgreich durchsetzen konnte. Das hat selbstver-
ständlich auch etwas damit zu tun, dass in der Region
Ostwestfalen, wo Beckhoff seinen Firmensitz hat, die
Holzbearbeitungs- und Möbelbranche sehr stark re-
präsentiert ist.
Für welche Holzbearbeitungsprozesse werden Beckhoff-Produkte eingesetzt?Unsere primäre Zielgruppe sind die Maschinenbauer,
die Anlagen für die Holzbearbeitungs- und Möbel-
branche herstellen. Ein Großteil davon ist in den klas-
sischen Maschinenbauländern Deutschland und Ita-
lien sowie den umliegenden europäischen Ländern
Österreich, Schweiz, Nordspanien, Frankreich und
Skandinavien ansässig. Wir sind mit unserer Steue-
rungstechnik sehr stark in den Bereichen vertreten, die
sich an die Spanplattenherstellung anschließen. Dort,
wo die Platten zu Möbeln verarbeitet werden, teil-
weise auch schon einen Produktionsschritt davor, z.B.
bei der Beschichtung und Oberflächenbehandlung,
wie dem Kaschieren, Furnieren, Bedrucken und La-
ckieren sowie bei diversen Schleif- und Trocknungs-
prozessen. Üblicherweise sind unsere Kunden aber mit
der Herstellung von Maschinen und Anlagen zur Mö-
belproduktion befasst.
Welche besonderen Anforderungen stellenHolzbearbeitungsmaschinen – im Vergleichzum klassischen Maschinenbau – an das Produktportfolio von Beckhoff? Hersteller von metallbearbeitenden Maschinen setzen
oft auf „All-in-One-Angebote“, bestehend aus Steue-
rung, Software, I/O-Klemmen, Antriebstechnik usw. Im
Bereich der Holzbearbeitungsmaschinen ist das etwas
anders. Hier hat man es mit einem heterogenen, mittel-
ständisch geprägten Kundenkreis zu tun. Nicht nur die
Unternehmen, auch die Maschinensteuerungen haben
dort häufig ihre ganz eigene Geschichte. Das hat zur
Folge, dass Beckhoff manchmal nur mit einer einzelnen
Komponente seines Produktportfolios in solche Lö-
sungskonzepte eingebunden ist. Unsere PC-basierte
Steuerungstechnik zeichnet sich ja dadurch aus, dass
sich Schnittstellen zu anderen bzw. proprietären Syste-
men in der Regel problemlos aufbauen lassen. So kön-
nen schrittweise einzelne Teile abgelöst oder ersetzt
werden, bis man im zweiten oder dritten Step eine Ge-
samtlösung liefert. Dies ist ein großer Vorteil unserer
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 16
17 interviewPC-Control 01 | 2009
Ligna 2009 – die Weltmesse
für die Holzindustrie
Auf der Ligna 2009, präsentiert Beckhoff
seine PC- und EtherCAT-basierte Steuerungs-
technik für Holzbearbeitungsmaschinen:
| Ligna Hannover Messe 2009, Deutschland
| 18. – 22. Mai 2009
| Öffnungszeiten:
Montag – Freitag: 9 – 18 Uhr
| Messestand: Halle 19, Stand D20
www.beckhoff.de/ligna
www.ligna.de
EtherCAT. Diesbezüglich gibt es keinen Unterschied
zwischen den Branchen, da die PC-basierte Automati-
sierungsplattform sich ja gerade dadurch auszeichnet,
dass sie universell einsetzbar ist. Wir haben aber für
die Holzbearbeitungsbranche viele anwendungsbe-
dingte Lösungen, in Form von Softwaremodulen für al-
le möglichen Bearbeitungsschritte, entwickelt, wie z.B.
Streckensteuerung und Bohroptimierung oder speziel-
le Oberflächen für eine Reihe von Maschinentypen.
Werden spezielle Technologieinhalte für die Branche erarbeitet?Wir haben zwei Arten von Kunden. Die einen bestellen
zielgerichtet genau das, was gebraucht wird, bei-
spielsweise einen PC, I/O-Klemmen, Software, An-
triebstechnik oder eine Kombination daraus. Der An-
teil der Kunden, die über eigenes, tiefes und in allen
Richtungen ausgeprägtes Steuerungs-Know-how ver-
fügen und uns ausschließlich als reinen Komponen-
tenlieferanten sehen, nimmt jedoch tendenziell ab. Die
Ursache hierfür ist, dass die Maschinen immer kom-
plexer und dass technische und zeitliche Anforderun-
gen an das Personal immer höher werden. Die Mehr-
zahl unserer Kunden gewinnen wir durch unsere fun-
dierte Branchenerfahrung und unsere Kompetenz als
Lösungsanbieter. In diesem Fall bekommen wir häufig
vom Maschinenbauer die Leistungsdaten, die einge-
halten werden müssen. Wir erarbeiten dann gemein-
sam mit dem Kunden die passende Lösung. Bei grö-
ßeren Maschinenbauern muss das Projekt meist nur in
der Anlaufphase intensiv begleitet werden; bei kleine-
ren Unternehmen übernehmen wir oft auch die kom-
plette Automatisierung der Maschine, inkl. Inbetrieb-
nahme und Support. Mit zunehmender Komplexität
der Anlagen geht die Tendenz eindeutig in Richtung
von Komplettlösungen.
Was umfasst eine solche Komplettlösung?Konkret bedeutet das, dass wir Bedarf und die Ausle-
gung der Komponenten bestimmen, das Projekt pla-
nungstechnisch aufsetzen, die Montage und Verdrah-
tung der Komponenten vornehmen, die Programmie-
rung und Inbetriebnahme durchführen und letztlich
die fertige, funktionsfähige Maschine übergeben. Das
bedeutet jedoch nicht, dass wir solche Projektaufga-
ben auf Dauer für den Kunden durchführen müssen,
denn dieser ist meist nach kurzer Zeit mit unserer
Steuerungswelt vertraut. Zudem sollte eine gute Steu-
erungstechnik aus unserer Sicht ohnehin Abhängig-
keiten jeglicher Form vermeiden.
Welche Bedeutung hat Echtzeit-Automation
für die Holzbearbeitungsbranche?
Das ist ein sehr wichtiger Punkt. Man muss einfach se-
hen, dass die Holzbearbeitungsmaschinen außeror-
dentlich komplex sein können. Selbst eine nach außen
zunächst simpel erscheinende Formatsäge besteht
eben nicht nur aus einem rotierenden Sägeblatt, son-
dern umfasst in der Regel eine beträchtliche Anzahl
von Servo- und Verstellantrieben. Um solche Anforde-
rungen abdecken zu können, werden hochleistungsfä-
hige und sehr schnelle PC-Systeme benötigt. Sobald in
einer Maschine mehrere Achsen koordiniert gesteuert
werden müssen, die Maschine ein ordentliches Be-
dieninterface benötigt (und das ist eigentlich immer
der Fall) und zu allem Überfluss auch noch preiswert
bleiben muss, ist eine Echtzeitumgebung auf dem PC
erforderlich. – Das ist eine Spezialität von Beckhoff.
Stefan Sieber, Vertriebsmitarbeiter
in der Beckhoff-Firmenzentrale
Verl und Branchenexperte für
Holzbearbeitungsmaschinen
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 17
18 interview PC-Control 01 | 2009
In einer Möbelfabrik sind viele Maschinen,zum Teil sehr großflächig aufgestellt, im Einsatz. Das erfordert horizontale und auchvertikale Integration der Steuerung. Wie bedient Beckhoff solche Anforderungen?Integration ist ein sehr wichtiger Aspekt, denn in der
Möbelproduktion sind Einzelanfertigung in Form von
Losgröße Eins immer häufiger an der Tagesordnung.
Dies setzt Kommunikationsfähigkeit voraus, die ein
weiterer Vorteil der PC-basierten Beckhoff-Lösung ist.
Man muss sich das einmal vor Augen halten: Bei Los-
größe Eins werden die zu bearbeitenden Teile einzeln
in den Fertigungsablauf einbezogen, je nach Anlagen-
teil mit Transport- und Fertigungsgeschwindigkeiten
von durchaus bis zu 100 m/min. Jedes Teil, das in eine
Bearbeitungsmaschine einläuft, kann eventuell eine
andere Bearbeitung erforderlich machen. Das bedeu-
tet, dass die Maschine, unmittelbar nach einem Bear-
beitungsschritt, bereits die Umrüstung für das nach-
folgende Teil vornimmt. Die Aggregate der Maschine
müssen vollautomatisch, entsprechend der nächsten
Bearbeitung, angepasst werden, Takt für Takt, über
mehrere verkettete Maschinen hinweg. Würden – wie
in klassischen Produktionsanlagen üblich – die Posi-
tionsdaten von übergeordneten Rechnern an die Ma-
schinensteuerung und von dieser zu dezentralen Achs-
positioniersteuerungen hin und her kommuniziert,
würde der Fertigungsfluss alleine durch die Kommuni-
kationszeiten bereits ins Stocken geraten. Die Losgrö-
ße Eins wäre damit wirtschaftlich nicht zu rechtferti-
gen. Solche Anforderungen lassen sich nur bewälti-
gen, wenn sämtliche Teilaufgaben – und dazu gehört
auch die Kommunikation zu anderen Maschinen, Leit-
rechnern und zur Auftragsdatenbank – von einer leis-
tungsfähigen Steuerung übernommen werden.
Welche Eigenschaften muss der „PC fürsämtliche Aufgaben“ mitbringen?Beckhoff verwendet stets die neueste Prozessor-
technik, z.B. die CoreTM-Duo- und die CoreTM-Quad-
Architektur. Damit wächst die Leistungsfähigkeit der
PCs ständig. Das bedeutet für den Anwender, dass
er kein völlig neues Automatisierungskonzept benö-
tigt, um die nächste Evolutionsphase des Maschinen-
baus zu bedienen, sondern dass ihm die PC-basierte
Automation hinreichende Entwicklungsmöglichkeiten
bietet.
Das bedeutet aber nicht, dass Beckhoff nur den Highend-Markt bedient?Nein, definitiv nicht. Die meisten Maschinenbauer ha-
ben immer auch einfachere Maschinen im Portfolio.
Hier hat es relativ wenig Sinn, mit Multi-Core-Rech-
nern anzutreten. Aus diesem Grund haben wir in den
letzten Jahren unser Steuerungsprogramm nach unten
hin abgerundet, was auch weiter fortgeführt und aus-
gebaut wird. Die Engineering-Plattform bleibt natür-
lich immer gleich.
Wie wird das Thema Achsantriebe und Positioniergenauigkeit in der Holzbranchebewertet? Hier muss, je nach Maschinentyp und Automatisie-
rungsumfang, differenziert werden. Es gibt stationäre
Maschinen, bei denen das Werkstück fixiert und an-
schließend die CNC- und Bohrbearbeitung gestartet
wird. Hier ist eine hohe Genauigkeit im Hundertstel-
Bereich notwendig. Daneben hat man es mit Durch-
laufmaschinen zu tun, bei denen die Werkstücke in der
Bewegungsphase bearbeitet und – prozessbedingt –
während der Bearbeitung mechanisch abgetastet wer-
den. Die Genauigkeitsanforderungen sind hier in aller
Regel nicht ganz so hoch, weil die Präzision eher durch
andere, z.B. mechanische, Parameter der Maschine be-
stimmt wird. Als Krönung des Ganzen gibt es die
durchlaufende CNC-Bearbeitung. – Das verdeutlicht,
dass sehr unterschiedliche Anforderungen an die An-
triebe und die Positionserfassung gestellt werden.
Welche Antriebsart überwiegt typischer-weise in Holzbearbeitungsmaschinen? Der Schwerpunkt liegt sicher im Bereich der Servoan-
triebstechnik (rotatorisch oder linear) – bei den CNC-
Maschinen allein schon wegen der Dynamik- und Ge-
nauigkeitsanforderungen. Mit steigendem Automati-
sierungsgrad spielen aber einfache Verstellantriebe ei-
ne immer größere Rolle. Hier findet sich dann die gan-
ze Bandbreite an Antrieben, die die Automatisierungs-
technik so zu bieten hat: Schrittmotoren, Gleichstrom-
antriebe, hochpolige Synchronmotoren, bis hin zu den
guten, alten, geschalteten Richtungsantrieben (Eil-/
Schleichachsen). Passend dazu gibt es natürlich eine
Reihe unterschiedlicher Gebersysteme, sofern sie er-
forderlich sind. Die Botschaft an unseren Kunden ist
aber, dass er sich um das Antriebssystem keine Sorgen
machen muss. Unsere Automatisierungssoftware
TwinCAT unterstützt alles, was marktgängig ist.
Welche Technologiefunktionen werden vonder Holzbearbeitungsbranche genutzt?Die am häufigsten genutzten Technologiefunktionen
sind „Kurvenscheibe“ und „Fliegende Säge“, die in
TwinCAT integriert sind. Daneben ist die NC-Funk-
tionalität in den Varianten NC I oder CNC wichtig.
Beckhoff hat aber auch speziell für die Holzbranche ei-
nige Funktionsmodule entwickelt, wie z.B. Ausgleichs-
getriebe. Früher hätte man für jede dieser Aufgaben ei-
ne eigene Hardware benötigt. Beckhoff realisiert die-
se Funktionen allein durch Abarbeitung fertiger Soft-
waremodule auf einer schnellen PC-Steuerung. Die
Verteilung der Daten an die Antriebe und I/O-Klem-
men übernimmt meist EtherCAT, der schnelle Kommu-
nikationsbus.
Welche Beckhoff-Neuheiten erwarten denFachbesucher der HolzbearbeitungsmesseLigna 2009 in Hannover?Beckhoff wird die Antriebstechnik weiter ausbauen,
da Holzbearbeitungsmaschinen außerordentlich an-
triebslastig sind. Unter anderem stellen wir die Erwei-
terung unserer AX5000-Baureihe mit Motornennströ-
men bis 170 A vor. Auch das Produktspektrum der
Industrie-PC- und I/O-Baureihen wurde ausgebaut.
Ebenfalls an Bedeutung zugenommen hat das Thema
Sicherheitstechnik: Im Bereich Sicherheitslösungen
wird mit der Integration der TwinSAFE-Technologie in
das EtherCAT-Klemmen-System (E-Bus) die hohe Per-
formance von EtherCAT, mit schneller Kommunikation
und verbesserter Diagnose, nun auch für die Sicher-
heitstechnik verfügbar.
www.beckhoff.de/holz
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 18
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 19
Die neue Industrie-PC-Serie C66xx, mit der Beckhoff sein Produktportfolie erweitert, bietet hohe Flexibilität und geringeAbmessungen zum kleinen Preis. Ausgestattet mit Komponenten der höchsten Leistungsklasse, ist der Schaltschrank-PCin zwei Varianten lieferbar: Während der C6640 durch seine kompakte Bauweise besticht, ist der C6650, aufgrund derAusstattung mit zwei Festplatten-Wechselrahmen, hervorragend für den Einsatz in RAID-Applikationen geeignet.
Mit der Entwicklung der Schaltschrank-Industrie-PC-Serie C66xx erfüllt
Beckhoff die Nachfrage nach geringen Baumaßen, hoher Flexibilität und
optimaler Zugänglichkeit aller internen Komponenten. Die Serie umfasst
zwei Geräte, die beide mit Komponenten der höchsten Leistungsklasse aus-
gestattet sind, mit Intel® Core™2 Duo oder Core™2 Quad auf einem Beckhoff-
ATX-Motherboard.
Der C6640 ist die kompakte Bauform eines Industrie-PCs mit ATX-Mother-
board; alle Anschlüsse weisen nach oben, sodass die Anschlusskabel direkt
in einen Kabelkanal geführt werden können. Der C6650 ist, trotz geringer
Einbaumaße von 410 x 335 x 200 mm, mit zwei Festplatten-Wechselrahmen
ausgestattet, die zusammen mit dem On-Board-RAID-Controller ein RAID-1-
System mit zwei gespiegelten Festplatten bilden. Damit ist eine hohe Daten-
sicherheit gegeben. Die Festplatten können während des Betriebs mit einem
Handgriff ausgetauscht werden.
Drei freie PCI- und drei PCI-Express-x1-Slots nehmen bis zu 210 mm lange
Steckkarten auf. Grafik- und Ethernet-Adapter 10/100 MBit sind bereits on-
board vorhanden, ohne einen Slot zu belegen. Der Arbeitsspeicher lässt sich
von 1 GB DDR3RAM auf 8 GB erweitern, wobei ab 4 GB ein 64-Bit-Betriebs-
system erforderlich ist. Ein CD/DVD-ROM-, Multi-DVD- oder Blu-ray-Multi-
DVD-Laufwerk lässt sich einbauen. Die PCs der Baureihe C66xx werden mit
100 bis 240-V-AC-Full-Range- oder 24-V-DC-Netzteil geliefert.
Die Gehäusekonstruktion der C66xx-Baureihe sichert langfristige Kompatibi-
lität mit neu erscheinenden PC-Komponenten. Motherboard, Prozessor, Spei-
cher oder Festplatte können im Laufe der Zeit aufgerüstet werden, aber das
Gehäuse bleibt bestehen und ist kompatibel zur Technik der nächsten Jahre.
www.beckhoff.de/C6640
www.beckhoff.de/C6650
20 products PC-Control 01 | 2009
Hohe Flexibilität, geringe Abmessung,neueste Technologien
Kompakter ATX-Industrie-PC C66xx für den Schaltschrankeinbau
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Roland van Mark, Produkt- und Marketing-
Management Industrie-PC, Beckhoff:
„Mit der neuen, kompakten Industrie-PC-
Serie C66xx antwortet Beckhoff auf die
Anforderungen seiner Kunden“, so das
Statement von Roland van Mark: „Ein In-
dustrie-PC mit der gleichen Flexibilität, wie
sie das Vorgängermodell der Serie C61xx
bietet, aber in noch kompakterer Bauform
und mit besserer Zugänglichkeit aller inter-
nen Komponenten; dazu ein Preisvorteil, im
Vergleich zu den bisherigen Lösungen, und
21 productsPC-Control 01 | 2009
USB in der Front – all das haben wir im
C6640 realisiert. Seit Einführung der On-
Board-RAID-Controller in den letzten Jah-
ren ist ein deutlicher Trend zu erhöhter
Datensicherheit erkennbar. So nutzen schon
heute über 50% unserer Kunden dieses
Feature. Diese Marktanforderung haben
wir nun gehäusetechnisch perfekt im C6650
umgesetzt. Ein Gerät in der Größe des
C6140, aber ausgestattet mit Wechselrah-
men und somit höchstem RAID-Komfort.
Und das alles zu einem sehr guten Preis.“
3 freie PCI-Slots 3 freie PCI-Express-x1-Slots
1 PCI-Express-x16-Slot frei
12 x USB 2.0 (davon 4 nach außen geführt)
Audio-Anschluss
On-Board-Ethernet-Adapter mit 10/100BASE-T-Anschluss
VGA-Anschluss
Optional über Wechselrahmen:
CD/DVD-ROM-, Multi-DVD- oder
Blu-ray-Multi-DVD-Laufwerk
Der C6650 enthält 2 SATA-Festplatten, 31/2 Zoll,
250 GB im Wechselrahmen, für RAID-1-Systeme
1 parallele Schnittstelle
Tastaturanschluss PS/2
und Mausanschluss PS/2
4 serielle Schnittstellen RS232
on-board, davon 1 RS232 nach außen
geführt mit D-Sub-9-Anschluss
100 – 240-V-AC-
Full-Range-Netzteil
Optionale Slots, z. B. für
RS232, RS422, RS485
oder weitere USB-Ports
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 21
DMX ist das Standardprotokoll für die Ansteuerung von Geräten der profes-
sionellen Bühnen- und Effektbeleuchtung, die beispielsweise zur dynami-
schen Beleuchtung von Show- und Verkaufsräumen, sowie für exklusive Licht-
und Farbspiele in prestigeträchtigen Gebäuden, wie Hotels und Veranstal-
tungszentren, eingesetzt werden. Bei DMX-Geräten in Form von statischen
Lichtquellen werden Farbmischungs- und Helligkeitswerte übermittelt, bei be-
wegten Lichtquellen werden zusätzlich Raumkoordinaten kommuniziert. Die
hohe Übertragungsrate von EtherCAT ermöglicht eine höhere Aktualisie-
rungsrate der Lichteinstellungen, und bewirkt, dass die Licht- und Farbwech-
sel vom Auge harmonischer wahrgenommen werden. Mit der EL6851 können
DMX-Geräte mit drei Achsen wie z. B. Scanner, Moving Heads oder Spotlights
angesteuert werden, die Implementierung des RDM-Protokolls für DMX-inter-
ne Diagnose und Parametrierung ist in Planung.
Für die Beckhoff-Automatisierungssoftware TwinCAT stehen Funktionsbau-
steine nach der IEC 61131-3 zur Verfügung.Als Leitebene kann eine Ethernet-
fähige digitale Lichtsteuerung fungieren, aber auch eine Beckhoff-Steuerung
mit Embedded-PC oder Industrie-PCs. www.beckhoff.de/EL6851
Mit der DMX-Klemme EL6851 integriert Beckhoff ein weiteres Subsystem der Gebäudeautomation in das EtherCAT-Klem-mensystem. Als DMX-Master erlaubt die Klemme eine direkte Anschaltung von bis zu 32 DMX-Teilnehmern und unter-stützt durch EtherCAT die Übertragung der vollen DMX-Protokollbreite von 512 Bytes in nur einem Steuerungszyklus.
22 products PC-Control 01 | 2009
Schnelle Kommunikation mit DMX-WeltDMX-Klemme EL6851 für Beleuchtungs- und Bühnentechnik in EtherCAT-I/O-System integriert
Der Building-Automation-Baukasten von Beckhoff wird durch die
DMX-Klemme EL6851 für das EtherCAT-Klemmensystem erweitert.
Besonderheiten der DMX-Klemme EL6851
kompakte Bauweise in einer konventionellen 12-mm-Reihenklemme
Die galvanische Trennung der RS485-Schnittstelle beseitigt
Verkopplungen weitentfernter Teilnehmer über Erdschleifen.
Der erforderliche Abschlusswiderstand für RS485 kann an die Klemme
dazugeschaltet werden.
RDM (Remote Device Management) wird zukünftig unterstützt.
RDM ist eine Erweiterung des DMX-Protokolls für zentrale Konfiguration
und Überwachung von DMX-Teilnehmern.
| Adressierung der Geräte
| Auswahl unterschiedlicher Geräte-Profile
| Parametrierung der Geräte
| Fehlerdiagnose
| Überwachung von Temperatur, Spannung, Strom und Frequenz
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23 productsPC-Control 01 | 2009
Technische Details
Der DMX-Master sendet zyklisch mit 250 kBaud neue Einstellun-
gen an Slaves, um dynamische Lichtwechsel und Farbspiele zu ge-
nerieren. Im DMX-Protokoll sind maximal 32 Slaves an einem
Strang ohne Repeater möglich. Der 512 Byte lange Frame im DMX-
Protokoll wird als „Universe“ bezeichnet. In ihm stehen 512 Kanä-
le zur Verfügung, von denen jeweils einer mit 8-Bit-Auflösung,
also in 256 Stufen, eine Geräte-Einstellung repräsentiert, z.B. Dim-
men, Farbe, Fokus etc. Bei bewegten Lichtquellen nehmen weite-
re Einstellungen wie Neigung, Schwenken und Geschwindigkeit
(in 8- oder 16-Bit-Auflösung) zusätzliche Kanäle in Anspruch,
sodass die 512 Kanäle nur indirekt für 32 Teilnehmer ausreichen.
Weiterhin benötigt ein Frame bei voller Ausnutzung der Universe
22 ms zur internen DMX-Zirkulation, was eine Refresh-Rate von
44 Hz bedeutet. Je höher die Refresh-Rate, desto harmonischer er-
scheinen die Lichtwechsel für das menschliche Auge. Durch Ver-
ringerung der Nutzdatenmenge kann die Zirkulationsdauer des
Frames reduziert werden, optimal hat sich eine Ausnutzung von
64 Byte (Frequenz > 300 Hz) erwiesen, damit stehen 64 Kanäle pro
Universe zur Verfügung.
Mit der EL6851 wird die Einbindung mehrerer Universen in eine
Steuerung einfach: EtherCAT kann große Datenmengen schnell
übermitteln, das EtherCAT-Protokoll bleibt bis in die Klemme er-
halten und die Klemme unterstützt verschieden große Mappings
(64 bis 512 Byte). So kann bei Anschaltung mehrer Masterklem-
men, jeweils als eigene Universe, der Zeitversatz bei der Übertra-
gung von der Steuerung zum Master deutlich miniert werden.
EL6851
Dimmer Farbwechsler Moving Head
Scanner FarbwechslerLED
Stroboskop
Ethernet
Vom 11. bis zum 15. Mai 2009 präsentiert Beckhoff auf
der Achema, in Frankfurt am Main, seine PC-basierte
Steuerungstechnik. Das universelle Automatisierungs-
konzept ist von der Maschinenautomatisierung, über
die Gebäudeautomation, bis hin zur Prozessautomation
weltweit im Einsatz. Neben Systemlösungen für die
Verpackungstechnik (z.B. Blisterverpackungen) oder für
den Bereich Mess- und Regelungstechnik, werden auf
dem Beckhoff-Stand auch Detaillösungen für das An-
steuern von Pumpen und Ventilen zu sehen sein.
EtherCAT kann auch in der Prozessautomation seine
technologischen Vorzüge ausspielen: flexible Topologie-
möglichkeiten, Einbindung von unterlagerten Bussyste-
men und eine optionale redundante Verdrahtung für
eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Zudem ermöglicht
EtherCAT „Hot-Connect“, das An- und Abkoppeln von
Datenerfassungsmodulen im laufenden Betrieb.
Das EtherCAT-I/O-System erlaubt, neben der Anbindung
aller gängigen Sensoren und Aktoren, auch die Integra-
tion hochgenauer Messtechnikklemmen in das Stan-
dard-I/O-System. Power-over-EtherCAT wird ebenfalls
unterstützt, d.h. die Anbindung von Sensoren mit Bus-
signal und die Stromversorgung können über ein Stan-
dard-Ethernet-Kabel erfolgen.
Beckhoff auf der Achema:Halle 10.2, Stand K36-N38
PC-Control für die Prozessautomation
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 23
24 interview PC-Control 01 | 2009
Die PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff ist in vielen klassischen Maschinenbaubranchen von der Holzbearbeitungs-maschine bis zur Verpackungsmaschine im Einsatz. Aber auch im Bereich der erneuerbaren Energien, wie der Windenergie oder der Photovoltaik-Produktion, gewinnt Beckhoff immer mehr Marktanteile. Im Umfeld der Photovoltaic Technology Show in München sprach die PC-Control-Redaktion mit dem Beckhoff-Branchenmanager für Photovoltaik, Andreas Schulze.
EtherCAT und XFC in derPhotovoltaik-Produktion
PC-basierte Steuerungstechnik erobert Cleantech-Markt
Andreas Schulze, Branchenmanager
Photovoltaik, Beckhoff-Niederlassung Berlin
Mit seinem Engagement in der Photovoltaik-Industrie will Beckhoff eine neue Branche erobern.Was sind die Gründe hierfür?Das Engagement von Beckhoff in der Photovol-
taik-Industrie gründet bereits auf jahrelanger
Zusammenarbeit mit wichtigen Maschinen- und
Anlagenbauern in dieser Branche. Die starke
Nachfrage nach Solarmodulen und wachsender
Kostendruck haben jedoch für frischen Wind auf
dem Photovoltaik-Markt gesorgt und auch unser
Engagement verstärkt. Damit die Photovoltaik
langfristig einen nennenswerten Beitrag zur
Energieversorgung leisten kann, muss die bis-
lang überwiegend halbautomatische Produktion
umgestellt werden. Das heißt, die gesamte Wert-
schöpfungskette der Solarindustrie ist zu auto-
matisieren. Daraus ergibt sich bis 2020 ein Markt
mit zweistelligen Wachstumsraten für Anbieter
von Automatisierungslösungen. Wir sind in den
letzten Jahren als Unternehmen zweistellig ge-
wachsen und sehen in der Photovoltaik-Branche
die Möglichkeit, dieses Wachstum erfolgreich
fortzusetzen. Unsere PC-basierte Steuerungs-
technik ist bereits seit 2001 in verschiedenen Be-
reichen, wie der Waferinspektion, Diffusion,Anti-
reflexbeschichtung und Klassifizierung – u. a.
beim weltweit größten Solarzellenhersteller – im
Einsatz.
Welche Marktchancen sehen Sie?Wenn die Branche weiter wachsen will, müssen
die Herstellungskosten bei gleichbleibend hoher
Qualität gesenkt werden. Das ist möglich, indem
man die Produktionsanlagen mit offener und fle-
xibler Steuerungstechnik ausstattet, wie Beck-
hoff sie anbietet: PC-Control ist die universelle
Automatisierungslösung, die in allen Bereichen
der Photovoltaik-Industrie einsetzbar ist. Mit
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 24
25 interviewPC-Control 01 | 2009
dem umfangreichen Produktportfolie an Indus-
trie-PCs und Feldbuskomponenten,Antriebstech-
nik, der Automatisierungssoftware TwinCAT so-
wie dem Highspeed-Kommunikationssystem
EtherCAT und XFC, der Hochgeschwindigkeits-
Maschinensteuerung, stellt Beckhoff den Ma-
schinen- und Anlagenbauern ein umfassendes
Lösungsspektrum für diese Aufgabe zur Verfü-
gung. Nur durch modernste Automatisierungs-
technik kann die Solarbranche ihre Produktions-
kosten senken und ihre Position auf dem welt-
weiten Energiemarkt ausbauen.
Was sind die Vorteile der Beckhoff-Steuerungstechnik für die Photovoltaik-Produktion?Die umfassenden Anforderungen in der Photo-
voltaik-Produktion, von der Wafer-Bearbeitung,
der Zellherstellung, bis zur Modulfertigung, set-
zen nicht nur komplexe Steuerungsaufgaben im
Bereich Handhabung, Be- und Entladen, Trans-
port, Palettieren und Kleben, sondern auch die
Vernetzung dieser einzelnen Fertigungsschritte,
voraus. Die PC-basierte Steuerungstechnik ist
von Haus aus offen in Bezug auf Hard- und Soft-
wareschnittstellen. Das ermöglicht die einfache
Integration und Vernetzung von Fertigungsmo-
dulen ohne großen Verkabelungsaufwand. Die
Modularität und Skalierbarkeit der Beckhoff-
Steuerungstechnik bietet für jede Anwendung,
bezüglich Rechenleistung, Komplexität und Kos-
ten, eine maßgeschneiderte Steuerungslösung.
Im Bereich Motion Control hat Beckhoffein breites Programm an Hard- und Soft-warelösungen. Was sind die Anforderun-gen bei der Photovoltaik-Produktion?Beckhoff bietet hochmoderne Antriebstechnik
und eine durchgängige Automatisierungssoft-
ware. Damit ist sie bestens für Motion-Control-
Aufgaben mit hohen Anforderungen an Dynamik
und Genauigkeit, wie sie in der Photovoltaik-In-
dustrie üblich sind, gerüstet. Sehen wir uns zum
Beispiel die Modulfertigung an: Beim Stringing
werden Solarzellen zu Bändern aneinanderge-
reiht und elektrisch miteinander verbunden.
Hierbei kommen hochgenaue Antriebssysteme
und Messtechnik zum Einsatz. Die Strings müs-
sen mit einer Toleranz ≤ 0,5 mm positioniert wer-
den, damit die Modulmatrix zur nächsten Sta-
tion, der vollautomatisierten Lötstation, trans-
portiert werden kann.
Im März 2009 war Beckhoff erstmaligauf der Photovoltaic Technology Showin München vertreten. Was waren dieBeweggründe? Die Messe bietet einen sehr guten Überblick
über den Maschinen- und Anlagenbau für die
Solarbranche. Beckhoff ist Steuerungslieferant
für viele Maschinen- und Anlagenbauer, die auf
der Photovoltaic Technology Show ausgestellt
haben. Mit unserer Präsenz wollten wir unsere
Kunden unterstützen, uns aber auch als Partner
der Produzenten von Wafern, Solarzellen und
-modulen präsentieren.
Das Kommunikationssystem EtherCATbietet hervorragende Echtzeiteigen-schaften zu niedrigen Kosten.Welche neuen Steuerungskonzepte werden mit EtherCAT ermöglicht?Nicht nur Echtzeitfähigkeit, in Verbindung mit
TwinCAT, zeichnet das Highspeed-Feldbussystem
aus, sondern auch die niedrigen Engineering-
und Anschaffungskosten. Neben den Kostenvor-
teilen besticht EtherCAT durch seine technischen
Möglichkeiten, wie beim Aufbau von Netzwer-
ken mit verschiedenen Topologien. Bei der Klas-
sifizierung von Solarzellen wird beispielsweise
eine EtherCAT-Linien-Topologie durch den Anla-
genteil verlegt. Von diesen Linien zweigen stern-
förmig bis zu 48 Klassifizierungsstationen ab. So
Photovoltaic Technology Show 2009
Auf der Photovoltaic Technology Show
im März 2009 präsentierte Beckhoff sei-
ne PC- und EtherCAT-basierte Steue-
rungstechnik. Die Anforderungen in der
Photovoltaik-Produktion, von der Wa-
fer-Bearbeitung, der Zellherstellung bis
zur Modulfertigung, bedeuten einen
hohen Automatisierungsgrad: Handha-
bung, Be- und Entladen, Transport, Pa-
lettieren und Kleben sowie die Vernet-
zung einzelner Fertigungsschritte.
ist es möglich, eine Station abzuschalten, ohne
den Betrieb der anderen Klassifizierungsstatio-
nen oder des gesamten Anlagenteils zu unter-
brechen.
Die extrem schnelle XFC-Steuerungs-technik von Beckhoff ermöglicht Prozessoptimierungen an der Maschine sowie ein hohes Maß an Präzision.Welche Vorteile bietet XFC für diePhotovoltaik-Produktion?Bleiben wir bei dem Beispiel der Klassifizie-
rungsstationen: Hier müssen die Solarzellen
nicht nur schnell transportiert werden, sondern
ihre Klassifizierung muss gleichzeitig dezen-
tral und systemsynchron erfolgen. Mit der XFC-
Technologie – eXtreme Fast Control Technology
– bietet Beckhoff eine Steuerungslösung, die
diese Anforderungen optimal erfüllt. XFC nutzt
EtherCAT zur Datenübertragung und bietet
Komponenten – seitens der Steuerung und der
I/O-Ebene – die Zykluszeiten von 100 µs erlau-
ben, ohne auf die zentrale Intelligenz verzichten
zu müssen.
www.beckhoff.de/photovoltaik
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:54 Uhr Seite 25
Die Funktechnik nutzt zur Übertragung elektromagnetische Wellen, die durch
Antennen abgegeben und empfangen werden. Die Übertragung findet in ver-
schiedenen Frequenzbereichen statt (Abbildung 1).
FrequenznutzungDie unterschiedlichen Frequenzen haben unterschiedliche Ausbreitungseigen-
schaften. Es gilt:
| je höher die Frequenz, desto höher die Dämpfung (= schlechtere Aus-
breitung)
| je höher die Bandbreite, desto mehr Daten lassen sich übertragen.
Es muss folglich ein Mittelweg aus guten Ausbreitungseigenschaften und ho-
her Datenrate (= Bandbreite) gefunden werden.
Ein Problem ist, dass die Frequenznutzung durch das jeweilige Land regle-
mentiert ist. Es gibt fest vergebene Bänder für TV, Radio, Lizenzfunk, Ama-
teurfunk, GSM etc. Für die Automatisierung gibt es (leider) kein eigenes Fre-
quenzband, allerdings zur Nutzung freigegebene ISM (Industrial Scientific
Medical)-Bänder (siehe Tabelle).
Historisch haben sich in allen Ländern unterschiedliche Nutzungserlaubnisse
für die Frequenzen ergeben. Das einzige weltweit nutzbare Band ist das
2,4-GHz-Band, bei dem eine relativ große Bandbreite (ca. 80MHz) genutzt
werden kann und die Ausbreitungseigenschaften akzeptabel sind.
Die Frequenznutzung in ISM-Bändern ist zwar kostenlos, dies gilt aber
nur unter bestimmten Voraussetzungen (u. a. max. Sendeleistung und abge-
strahlte Störungen in andere Bänder), für die das System zertifiziert sein muss.
Die Voraussetzungen sind im jeweiligen Land durch Gesetze und Normen ge-
regelt (in Deutschland durch die BnetzA = Bundesnetzagentur).
In der Automatisierungstechnik ist eines der Hauptziele, den Installationsaufwand für Anlagen möglichst minimal und kosten-günstig zu halten und trotzdem eine ideale Performance der Anlage zu erzielen. Durch die Verwendung von Funktechnik könnenteure Installationen und Wartungskosten insbesondere an beweglichen Teilen, bedingt durch Schleifringe, Schleppkabel oder un-wegsames Gelände, kostengünstiger gelöst werden. Beckhoff bietet hier mit der Wireless-Datenaustauschklemme KM6551 unddem USB-zu-WLAN-Adapter CU8890 industrietaugliche Produkte an.
26 products PC-Control 01 | 2009
Alternativen zur Verkabelung: WLAN oder IEEE 802.15.4
Funklösungen von Beckhoff für den industriellen Einsatz
Funktechniken mit ihren Eigenschaften
System Frequenz Modulation Datenrate Sende- Energie- Topologie
in MHz leistung verbrauch
WLAN 2400 QAM/DSSS bis 11 MBit/s 100 mW hoch PtP, Stern
802.11b
WLAN 2400 QAM/OFDM bis 54 MBit/s 100 mW hoch PtP, Stern
802.11g
WLAN 2400 + QAM/OFDM bis 54 MBit/s 100 mW* hoch PtP, Stern
802.11a 5500
IEEE 2400 QAM/DSSS 250 kBit/s 10 mW SRD niedrig PtP, Stern,
802.15.4 Mesh
EnOcean 868 ASK 125 kBit/s 10 mW SRD sehr niedrig PtP, Stern
* bei Verwendung des Standards IEEE 802.11 a+h in besonderen Fällen bis 1.000 mW
Wichtige ISM-Bänder und ihre Anwendungen
Frequenz in MHz Anwendungsbeispiele Anmerkung
433 Autoschlüssel, Alarmanlagen primär Funkamateurband
2400–2485 WLAN, Bluetooth, IEEE 802.15.4 weltweit
5,18–5,32 + 5,5–5,835 WLAN
868** Wetterstationen, EnOcean Duty-Cycle*
* Duty-Cycle = es gibt eine zeitliche Nutzungsbeschränkung für das Band,
z.B. 1% Nutzungsdauer, d.h. 1% der Zeit Sendeerlaubnis.
** kein ISM aber für Short Range Devices (SRD) in der EU zur Allgemeinnutzung freigegeben
Funktechnik-Basics
101 1019102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 1017 1018
Frequenz in Hz
Radio-wellen
Mikro-wellen
Infrarot UV
Licht
400 7000500 600 700 800 900 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Frequenz in MHz
433,
05–
434,
79 M
Hz
863–
870
MHz
2400
–248
3,5
MHz
5150
–57
25 M
Hz
Abbildung 1: Lizenzfrei nutzbare Frequenzbänder im elektromagnetischen Spektrum (Quelle: ZVEI)
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:55 Uhr Seite 26
27 productsPC-Control 01 | 2009
Physik(Bitübertragung)
Medienzugriff
Vermittlung
Transport
Sitzung
Darstellung
IEEE 802.11b/g
IEEE 802.11
IP
TCP/UDP
IEEE 802.15.4für 2,4 GHz
IEEE 802.15.4
KM6551Master
IEEE 802.15.4für 2,4 GHz
IEEE 802.15.4
ZigBee-Protokoll
Hardware
SoftwareDefinition vonProfilen durch dieZigBee-Allianz
SPS-ProgrammRemote Desktop,HTTP
Anwendung
ZigBeeKM6551CU8890OSI-Schicht
FunktechnikUm auf den Frequenzbändern Daten zu übertragen, gibt es verschiedene
Funktechniken, die sich in ihren Modulationsverfahren (Datenraten), Sende-
leistungen (Reichweiten), Energieverbrauch u. v.m. unterscheiden.
Die Automatisierungstechnik versucht oft, ihre Anforderungen mit beste-
henden Technologien (z. B. RS232) oder Anpassungen davon (EtherCAT auf
Ethernet-Physik) zu erfüllen. So ist es auch bei der Funktechnik, die i. d.R.
Bestandteile von WLAN, IEEE 802.15.4, Bluetooth, GSM/GPRS/UMTS, 868,
EnOcean oder proprietären Techniken nutzt. Die Systeme kann man grob in
drei Gruppen einteilen:
| für die Office-Welt entwickelt: WLAN, Bluetooth
| für die Automatisierungs-/Gebäudetechnik entwickelt: IEEE 802.15.4,
EnOcean
| allgemeine Techniken: 868 MHz, 433 MHz, 2.4 GHz proprietär
Die genutzten Bestandteile der Technologien sind anhand des OSI/ISO-Schich-
tenmodells beschreibbar. Gremien wie z. B. der IEEE oder die ETSI definieren
meist PHY- und MAC-Layer, anhand deren Spezifikation dann die verschiede-
nen Funk-Chips der Chiphersteller entwickelt werden. Die oberen Protokoll-
Schichten definieren Interessengemeinschaften wie die ZigBee-Allianz, wobei
es hier oft auf Kompatibilität untereinander ankommt.
WLAN für den Industrie-PC
Der CU8890 bietet mit dem bewährten Standard WLAN nach IEEE 802.11 b/g
eine kompatible Lösung zu allen gängigen WLAN-Access-Points. Er ermöglicht
so den Zugang zu vorhandenen Infrastruktur-Netzen. Es können alle Beckhoff
Industrie-PCs mit einem USB-Anschluss als WLAN-Client genutzt werden.
Client-Treiber stehen für Windows XP, XP Embedded und Windows CE zur Ver-
fügung und somit für jeden Beckhoff Industrie- und Embedded-PC. Diese
unterstützen auch den Adhoc-Modus. Mit den Treibern für Windows XP und
XP Embedded kann der CU8890 auch als Access-Point betrieben werden.
Verschlüsselungsmechanismen sind mit AES-128-Bit bis WPA2 möglich; das
Modul ist Cisco-CCX-kompatibel und unterstützt PEAP und LEAP. Die Daten-
rate wird dynamisch bis 54 MBit/s brutto angepasst.
Der CU8890 besitzt einen reversen SMA-Stecker, an den verschiedene Funk-
antennen angeschlossen werden können. Durch die freie Wahl einer Antenne
kann man sich der Umgebung entsprechend anpassen. Beckhoff bietet ein
komplettes Zubehörprogramm mit Antennen und Kabeln.
Je nach Umgebungsbedingungen können im freien Feld bis zu 300 m zwi-
schen zwei CU8890-Modulen liegen. Die freie Wahl zwischen 11 Kanälen im
2,4-GHz-Band ist möglich. Status und Datentransfer werden über LEDs ange-
zeigt und bieten damit eine schnelle und einfache Diagnose.
Access Point (Firmennetzwerk)
USB
1
USB
2
USB
n
CU8890 CU8890 CU8890
Laptop
USB
CU8890
CU8890 als Client
CU8890 als Access Point
Mit dem WLAN-Modul CU8890 kann alles, was auf UDP/TCP/IP basiert,
übertragen werden. UDP/TCP/IP = Remote Desktop, http, Publisher/Subscriber
über UDP/TCP etc. (Real-Time-Ethernet und EtherCAT sind nicht möglich).
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:56 Uhr Seite 27
tenübertragung, gute physikalische Bedingungen bietet. Darauf wurde ein
proprietäres, schnelles und für die Automatisierung angepasstes Protokoll
entwickelt. Die Kommunikation ist nur unter KM6551-Klemmen möglich. Es
wird kein ZigBee-Protokoll unterstützt.
Unabhängig vom überlagerten Feldbus werden Daten ausgetauscht oder zwi-
schen zwei eigenständigen Steuerungen Daten über Funk übertragen. Im
freien Feld können bis zu 300 m zwischen zwei KM6551 liegen.
Das Datenaustauschmodul besitzt einen reversen SMA-Stecker (Straight Me-
dium Adapter), an den verschiedene Funkantennen angeschlossen werden
können. Durch die freie Wahl einer Antenne kann man sich der Umgebung
entsprechend anpassen. Es kann frei zwischen 16 Kanälen im 2,4-GHz-Band
gewählt werden. Der Status und der Datenaustausch werden über LEDs an-
gezeigt und bieten damit eine schnelle und einfache Diagnose. Für den Ein-
satz des KM6551-Moduls mit TwinCAT steht eine Bibliothek zur Verfügung.
Die Automatisierungsindustrie legt besonderen Wert auf eine deterministi-
sche, schnelle Kommunikation. Diese ist bei Funksystemen insbesondere von
der Topologie abhängig. Beckhoff bietet mit der Busklemme KM6551 eine
kostengünstige und leistungsfähige Möglichkeit, PTP-, Stern- und Broadcast-
Strukturen per Funk aufzubauen. Dank der Busklemmenvielfalt mit über 300
Klemmen und der einfachen Konfiguration per TwinCAT System Manager,
können sehr einfach die verschiedensten Signaltypen in einem 10-Byte-Pro-
zessabbild übertragen werden. Auch die Übertragung sicherheitsrelevanter
Daten ist über das TwinSAFE-Protokoll möglich.
Im Folgenden sind beispielhaft verschiedene Aufbaumöglichkeiten gezeigt.
28 products PC-Control 01 | 2009
Die Datenaustauschklemme KM6551 für das Beckhoff Busklemmensystem
nutzt eine Lösung aus standardisierter Basistechnologie (IEEE 802.15.4), wel-
che mit 16 unabhängigen Kanälen und dem DSSS (Direct Sequence Spread
Spectrum)-Spreizverfahren, ein Frequenzspreizverfahren für die drahtlose Da-
Die Betriebsmodi der Datenaustausch-
klemme KM6551: Punkt-zu-Punkt,
Punkt-zu-Multipunkt (Stern), Broadcast.
Master Slave
Ausgangsdaten senden
Eingangsdaten senden
Option 1 | Datenaustausch Peer-to-Peer
Master
Slave 1 Slave 2 Slave 3 Slave 4 Slave 5 Slave 6 Slave 7
Option 2 | Datenaustausch bis max. 7 Teilnehmer
Master
Slave 1 Slave 2 Slave 3 Slave 4 Slave 5
...
Slave x
Option 3 | Broadcast zu x Teilnehmern
Datenaustausch per Funk mit KM6551
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29 productsPC-Control 01 | 2009
KM6551: Funktion Master mit bis zu 7 Slaves
Es findet ein zyklischer Austausch von jeweils 10-Byte-Input- und -Output-Daten
mit bis zu sieben Slaves statt. Pro Slave dauert der komplette Austausch 20ms.
Die Slaves können vom Master aus der SPS adressiert werden. Somit ist eine Pro-
grammierung des zeitlichen Ablaufs der Kommunikation aus der SPS möglich.
Koexistenz – gleichzeitiger Betrieb von Funksystemen
Wenn zwei Funksysteme auf der gleichen Frequenz zur gleichen Zeit und am
gleichen Ort funken, kann es zu Störungen können. Damit dies nicht passiert,
haben die meisten Systeme mehrere separate Übertragungskanäle (z.B. WLAN
und IEEE 802.15.4), sodass der Benutzer die Systeme parallel betreiben kann.
Paralleler Betrieb von CU8890 (WLAN) und KM6551 (IEEE 802.15.4)
Bei den Produkten KM6551 und CU8890 lassen sich die Kanäle frei einstellen und
somit mehrere Systeme gleichzeitig parallel betreiben. Die 11 WLAN-Kanäle über-
lappen sich jeweils so, dass man nur die Kanäle 1, 6 und 11 parallel betreiben
kann. Die Kanäle des KM6551 passen dann aber noch in die freien Frequenzbe-
reiche für einen parallelen Betrieb.
Ausblick
Mit den Produkten KM6551 und CU8890 bietet Beckhoff die Möglichkeit, Anla-
gen flexibel aufzubauen und so Kosten zu senken. Bei den Funkprodukten gilt es
nicht nur, eine geeignete Funktechnik bzw. ein geeignetes Protokoll zu nutzen,
sondern vielmehr auch eine nahtlose Integration in die Automatisierungswelt zu
bieten, was Beckhoff durch die Integration in den TwinCAT System Manager und
die flexiblen Aufbaumöglichkeiten bietet.
www.beckhoff.de/KM6551
www.beckhoff.de/CU8890
10 ByteOutput
10 ByteInput
10 ByteInput
10 ByteOutput
10 ByteInput
10 ByteOutput
10 ByteInput
10 ByteOutput
PROFIBUS CANopen
10 ByteInput
10 ByteOutput
10 ByteInput
10 ByteInput
PROFIBUS CANopen
2400 2483,5
2405 2410 2415 2420 2425 2430 2435
Frequenz in MHz
2440 2445 2450 2455 2460 2465 2470 2475 2480
Kanäle 1514131211109876543210
2400 MHz
Kanal 1 Kanal 6 Kanal 11
2412 MHz 2437 MHz 2462 MHz
22 MHz
CU8890(WLAN)
KM6551(IEEE 802.15.4)
2
KM6551: Master-Slave-Funktion
Es findet ein zyklischer Austausch von jeweils 10-Byte-Input- und
-Output-Daten statt. Der komplette Austausch dauert 20 ms.
Zulassungen und ZubehörDie Produkte CU8890 und KM6551 sind für die EU, die Schweiz und Liechtenstein
mit dem Beckhoff-Zubehör zugelassen, weitere Länder werden in Zukunft hinzu-
kommen bzw. sind auf Anfrage möglich. Beckhoff bietet zu den Produkten ein
komplettes Antennen- und Kabel-Zubehörprogramm an, um die Produkte (auch
im Schaltschrank) ideal in Einsatz bringen zu können.
Weitere FunkprodukteSchon seit längerem bietet Beckhoff mit der KL6023 einen EnOcean-Empfänger
an, der mit den energieautarken EnOcean-Produkten zusammenarbeitet. Die
EnOcean-Taster, -Sensoren etc. gewinnen ihre Energie aus Temperaturdifferenz,
Tasterdruck oder Beleuchtungsstärke und können ideal im Gebäude eingesetzt
werden, da keine Verkabelung notwendig ist. Ebenfalls lassen sich dank der Mo-
dularität und Flexibilität des Beckhoff-Systems verschiedene Funksysteme, z.B.
RFID-Lesegeräte, per Schnittstelle wie RS232 oder Ethernet anbinden.
Im Broadcast-Modus verschickt der Master alle 10 ms
neue Daten an alle Broadcast-Slaves.
KM6551: Broadcast-Funktion
bis 300 m
10 ByteOutput
10 ByteInput
10 ByteInput
10 ByteOutput
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:56 Uhr Seite 29
30 worldwide | germany PC-Control 01 | 2009
Automatisierungssysteme für die Lebensmittelindustrie
Das Kerngeschäft von ITEC im Bereich der Automatiksysteme sind Anla-
gen zum Schneiden und Halbieren, wie der „Präzi-Cut“ oder der „SB-
Cut“, und zum Positionieren, Drehen und Bedrucken von Wurstwaren, wie
der „Logo-Scan“. „Wir verkaufen die Anlagen als Stand-alone-Lösungen
oder – verbunden über Förder- und Handhabungseinrichtungen – als Ge-
samtanlagen“, erläutert Olaf Kahl,Verkaufs- und Projektleiter Automatik-
und Ergonomiesysteme. „Wie aus einem Baukasten können wir die An-
lage nach Kundenwunsch aus bewährten Komponenten konfigurieren.
Dabei müssen die eingesetzten Komponenten den hohen Anforderungen
der Lebensmittelindustrie bzgl. Hygiene und Umfeldbedingungen genü-
gen, zu einer hohen Gesamtperformance des Systems beitragen und eine
Langzeitverfügbarkeit garantieren. Genau dieses erreichen wir mit der
Steuerungstechnik von Beckhoff.“
Der Embedded-PC – mehr als nur ein SteuerungsrechnerEinige Anlagen, wie der „Logo-Scan“, werden bereits mit Beckhoff-Tech-
nologie gesteuert. Mittels einer Zeilenkamera wird die Wurstoberfläche
erkannt, die Wurst entsprechend positioniert und anschließend mit dem
Produktions- und Mindesthaltbarkeitsdatum bedruckt. Ein Embedded-PC
CX1010 mit Windows CE und der Automatisierungsplattform TwinCAT
steuert den „Logo-Scan“. „Der Einsatz des Industrie-PCs bringt für uns
viele Vorteile: geringen Bauraumbedarf durch kompakte Bauweise im
„Hier geht es um die Wurst“Ein wichtiges Geschäftsfeld der ITEC GmbH in Beckum, Deutschland, sind Automatiksysteme zum Schneiden und Handhaben von Wurstfertigprodukten. Die Anlagen sind als Einzelmodule oder – kombiniert zur Gesamtanlage – als Bestandteil einer Ver-packungslinie erhältlich; Automatisierungstechnik von Beckhoff sorgt für die entsprechende Prozessqualität und -performance.
Anlagen von Itec schneiden, bedrucken,
entklippen, sortieren oder fördern Wurstwaren.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:56 Uhr Seite 30
31 worldwide | germanyPC-Control 01 | 2009
Sämtliche Anlagen des Geschäftsbereichs „Automatik-
systeme“ werden mit Beckhoff-Technologie gesteuert.
EtherCAT – schafft Performance und Freude an der ArbeitÜber EtherCAT werden alle Sensordaten schnell erfasst und ausgewertet,
die Wurst positioniert und bedruckt. Die Servoantriebe unterstützen
EtherCAT und werden direkt – ohne Performanceverluste – angesteuert.
Sämtliche Datenpunkte werden per EtherCAT-Klemmen in das EtherCAT-
Bussystem integriert. „Das Arbeiten mit EhterCAT macht einfach Spaß,
das System ist nicht nur leistungsfähiger als zuvor – sondern es ist auch
noch einfach zu konfigurieren“, kommentiert Ralf Wiesbrock.
ITEC GmbH www.itec.de
Busklemmenformat, einfache Bedienbarkeit aufgrund der Windowsober-
fläche und weitere Nutzungsmöglichkeiten, wie beispielsweise die Ver-
waltung der Anlagendokumentation“, erläutert Ralf Wiesbrock, Produkt-
entwickler Automatisierungstechnik.
Die Zeilenkameras sind über serielle Systemschnittstellen des CX1010
eingebunden. Der Embedded-PC und das ITEC-spezifische Touchpanel
CP6909 kommunizieren über eine DVI/USB-Systemschnittstelle miteinan-
der. Die Besonderheit des Panels ist der flächenbündige Einbau in den
Schaltschrank.
„Diverse Möglichkeiten zur Fernwartung unterstützen uns bei der Redu-
zierung des Serviceaufwandes“, ergänzt Olaf Kahl. „Hierzu binden wir
beispielsweise die Anlagen per Ethernet TCP/IP in übergeordnete Syste-
me ein. Bei kleinen Anlagen besteht auch die Möglichkeit, das Programm
per Mail oder – abgespeichert auf einem Memorystick – über den Post-
weg auszutauschen. So garantieren wir einen schnellen, kostengünstigen
Service.“
ITEC-spezifisches Touchpanel CP6909
6,5-Zoll-Display
Touchscreen
kundenspezifische Frontfolie
flächenbündiger Einbau in den Schaltschrank
Schutzart auf der Frontseite: IP 65
DVI/USB-E-Interface
www.beckhoff.de/CP69xx
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Das chinesische Unternehmen E-Star PackagingEquipment Ltd. ist auf die Herstellung von Verpa-ckungsmaschinen für Nahrungsmittel und Geträn-ke sowie Maschinen zur Schrumpffolienverpackung,vollautomatischen Kartonverpackung und Etikettie-rung spezialisiert. Dank PC-basierter Steuerung undhochdynamischer Antriebstechnik von Beckhoff erzieltdie von E-Star entwickelte Heißkleber-Etikettiermaschineeinen Durchsatz von 24.000 bis 48.000 Flaschen pro Stunde.
32 worldwide | china PC-Control 01 | 2009
Highspeed und Präzisiondank EtherCAT
PC-basiertes Steuerungssystem
für Heißkleber-Etikettiermaschine
E-Star Packaging Equipment Ltd. hält einen be-
trächtlichen Marktanteil der Verpackungsmaschi-
nen-Industrie in China und dehnt diesen auf
internationaler Ebene aus. 2008 hat das Unter-
nehmen mehr als 100 verschiedene Maschinen-
typen produziert und verkauft. Bei der Heißkle-
ber-Etikettiermaschine handelt es sich um eine
Neuentwicklung, die hauptsächlich zur Etikettie-
rung von PET-Flaschen, in zylindrischer, ellipti-
scher oder eckiger Form, für aufbereitetes Trink-
wasser, Fruchtsäfte und Getränke eingesetzt
wird.
Hohe Präzision bei großer GeschwindigkeitDie senkrecht auf dem einbahnigen Förderband
aufgereihten Behälter werden über eine Einlauf-
schnecke zum zentralen Karussell gefördert. Dort
werden sie fixiert und zwischen Zentrierkopf und
Drehteller eingespannt. Die zentrierten Behälter
werden dann um ihre Achse gedreht und an die
Etikettiereinheit herangeführt. Die Zuführrolle,
die die Schneidrolle ununterbrochen mit Etiketten
versorgt, wird über einen Servomotor angetrie-
ben, der die Geschwindigkeit an die Etikettenlän-
ge anpasst und gleichzeitig die korrekte Position
des Schnittpunkts überprüft. Das Etikett wird auf
einer speziellen Rolle zugeschnitten, anschlie-
ßend wird es von der Übertragungswalze aufge-
nommen und an die Kleberolle übergeben, wel-
che Kleber an beiden Enden des Etiketts aufträgt.
Es wird dann zum drehenden Behälter weiterge-
leitet, wobei die Kleberstreifen und eine spezielle
Glättungsvorrichtung ein korrektes Aufbringen
garantieren.
Perfekte Zusammenarbeit aller SteuerungskomponentenDie Hauptanforderung an die Steuerung besteht
darin, die Etikettenlänge extrem schnell in Echt-
zeit zu erkennen und die Beschickungsgeschwin-
digkeit entsprechend anzupassen, damit die kor-
rekte Position des Schnittpunktes sichergestellt
ist. Über TwinCAT NC kann die Position der
Druckmarkierung genau aufgezeichnet werden.
Die Positionsdaten werden über EtherCAT an
den Embedded-PC CX1020 weitergeleitet, der die
Etikettenlänge berechnet und die CAM-Kurve
entsprechend anpasst. Die Beschickungsge-
schwindigkeit der Servomotoren wird justiert, um
den Beschickungsprozess genau zu implemen-
tieren. Die Steuerung sorgt für eine endgültige
Beschickungsgenauigkeit, deren Abweichung
< 0,01 mm beträgt, um das Auftreten eines
kumulierten Beschickungsfehlers zu vermeiden.
Für die Zukunft gerüstetDer CX1020 ermöglicht die Integration von Funk-
tionen wie SPS, Motion, HMI und Temperaturre-
gelung auf einer Plattform und garantiert Zuver-
lässigkeit und Stabilität der Anlage. Die Funktion
der automatischen Etikettenlängen-Erkennung
bietet dem Kunden einen enormen Komfort,
wenn es darum geht, verschiedene Etikettenfor-
mate ohne irgendwelche Einstellmaßnahmen zu
handhaben. Die Ethernet-Schnittstelle und das
Windows-Betriebssystem erlauben zudem eine
vereinfachte Fernwartung. EtherCAT und ein Ser-
vomotor der Serie AM3000 stellen darüber hin-
aus genügend Spielraum zur Verfügung, um den
derzeitigen Maschinenausstoß weiter zu erhö-
hen. Und das alles zu einem optimalen Preis-Leis-
tungs-Verhältnis.
Der Embedded-PC CX1020 ermöglicht die Integra-
tion von Funktionen wie SPS, Motion Control, HMI und Tempe-
raturregelung auf einer Plattform.
E-Star Packaging www.estarchina.com
Beckhoff China www.beckhoff.cn
Zwischen 24.000 und 48.000 Flaschen
pro Stunde können etikettiert werden.
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33 worldwide | germanyPC-Control 01 | 2009
Bequem ein- und auslagern über Beckhoff-Touchpanel
Kontrollierte Werkzeugausgabe rund um die Uhr
Im Jahre 2003 führte STB den ersten Werkzeugausgabeautomaten bei ei-
nem großen Automobilhersteller ein; mittlerweise sind mehr als 200 Sys-
teme bei über fünfzig Unternehmen im Einsatz. „Und der Bedarf ist stei-
gend“, erläutert Geschäftsführer Bernhard Hentschel und ergänzt: „Un-
ser Ansatz ist es nicht, die Lagertechnik neu zu erfinden, sondern wir grei-
fen auf etablierte Lösungen zurück, integrieren sie und managen sie über
unsere Verwaltungssoftware FEBA.“ STB bietet Spiralschränke inklusive
Lift, Paternoster, Liftsysteme, Schubladenschränke in verschiedensten
Ausführungen und komplette Betriebsmittel-Logistikzentren. Alle STB-
Systeme sind frei kombinierbar, sodass die Werkzeuglogistik sukzessive
ausgebaut werden kann. Gerade deswegen setzt STB bei der Steue-
rungstechnik auf Beckhoff-Technologie. „Produkte von Beckhoff sind
nicht nur robust und zuverlässig, sondern können flexibel kombiniert und
individuell konfiguriert werden“, kommentiert Bernhard Hentschel.
Bei Bedarf geht ein Werksmitarbeiter zum Ausgabesystem, autorisiert sich
über Eingabe eines Zahlencodes oder durch Einlesen seiner Chip-Karte
und wählt über Beckhoff-Touchpanel das gewünschte Betriebsmittel aus.
„Wichtig sind für uns Panels mit rückseitiger Anschlusstechnik und ge-
ringer Einbautiefe“, erläutert Bernhard Hentschel. „Alle für uns relevan-
ten Anschlüsse, wie DVI/USB, sind auf der Rückseite sehr kompakt und
flach ausgeführt, so dass wir mit einem Bauraum von nur 21 mm aus-
kommen.“ Die Panels werden mit der Steuerungsplattform TwinCAT be-
trieben; der Datenaustausch mit dem Verwaltungssystem FEBA erfolgt per
Ethernet über das ADS-Protokoll.
Zur Anbindung sämtlicher Datenpunkte setzt STB neuerdings I/O-Techno-
logie von Beckhoff, anstelle von PC-Steckkarten, ein. Aus dem großen An-
gebot an Beckhoff Busklemmen stellt STB – je nach Anwendung – die op-
timale Konfiguration bzgl. Funktionalität und Kosten zusammen. Die Bus-
klemmen Controller BC9000 steuern Vorgänge, wie das automatische
Öffnen von Schubladen oder Fächern, das Ansteuern von Paternostern
oder das Überwachen von Lichtschranken, kontrollieren das Resultat und
melden es der Verwaltungssoftware FEBA.
SystemTechnik für Betriebsmittel GmbH www.stb-feba-system.de
Werkzeugausgabeautomaten der Firma SystemTechnik für Betriebsmittel GmbH (STB), Deutschland, stellen Werkzeuge 24 Stun-den am Tag, an sieben Tagen der Woche, bedarfsgerecht und kostenoptimal zur Verfügung. Die von STB selbstentwickelte Ver-waltungssoftware FEBA regelt sowohl die Entnahme und Rückgabe als auch die automatische Disposition und Befüllung ver-brauchter Betriebsmittel. Automatisierungstechnik von Beckhoff garantiert die einfache Bedienbarkeit und Flexibilität.
Kopf der Busklemmenstationen ist ein Busklemmen Controller BC9000. Mit ihm
werden die Manöver wie „Schublade x bis auf Position y ausfahren“ gesteuert.
Werksmitarbeiter wählen das
gewünschte Betriebsmittel
einfach und bequem über ein
Beckhoff-Touchpanel aus.
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34 worldwide | switzerland PC-Control 01 | 2009
Präzise Verarbeitung vonPhotovoltaikmodulen
Komax AG: Vollautomatische Dünnschicht-Kontaktieranlage mit PC-Control
Dispenseinheit der Kontaktieranlage: Die hochpräzise Auftragung des leitfähigen
Klebers wird optisch überwacht. Das Dispensen erfolgt mit einem Schrittmotor, welcher
direkt über eine Beckhoff-Schrittmotorklemme angesteuert wird.
Das Control Panel von Beckhoff
verfügt über Touchscreen und ist
per CP-Link angeschlossenen.
Die Komax Gruppe gehört zu den weltweit führenden Anbietern von Kabelverarbeitungsmaschi-nen und Montageautomaten. Außerdem positioniert sie sich mit innovativen Automatisierungs-lösungen zur präzisen Fertigung von Solarmodulen erfolgreich auf dem Photovoltaikmarkt. Dass individuelle Kundenlösungen und Standardisierung keinen Widerspruch darstellen müssen, zeigtKomax durch den Einsatz PC-basierter Automatisierungsplattformen von Beckhoff.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:56 Uhr Seite 34
35 worldwide | switzerlandPC-Control 01 | 2009
Die Komax AG unterhält in Rotkreuz, Schweiz, sowie in York, USA, Kom-
petenzzentren zur Herstellung spezifischer Kontaktierungsverfahren für
die expandierende Solarindustrie. „Wir betätigen uns seit über zehn
Jahren auf dem Gebiet der Silizium-basierten, kristallinen Solartechnik“,
berichtet Sonja Hübscher, Produktmanagerin für Kontaktierungsanlagen
PV Thin Film der Komax AG. „Unsere Kompetenz besteht in der Mon-
tageautomation; in Rotkreuz für die Dünnschicht- und in York für die
kristalline Photovoltaik.“
Auch wenn die Photovoltaikindustrie inzwischen Milliardenumsätze ge-
neriert, ist sie nicht vergleichbar mit anderen großen Industriezweigen.
„Die Komax AG“, so Sonja Hübscher, „realisiert im Dünnschichtbereich in
Rotkreuz zur Zeit noch überwiegend Anlagenkonzepte, die in enger Ab-
stimmung mit den Kunden entstehen. Ziel ist es jedoch, vermehrt stan-
dardisierte und dadurch kostengünstigere Lösungen anzubieten.“
Fernwartung und komfortable Diagnosefunktionalität
Komax bedient mit seinen Photovoltaikanlagen die Märkte in Europa, ins-
besondere in Deutschland, aber auch in Amerika, Asien und anderen Län-
dern, woraus sich besondere Anforderungen bezüglich Service und loka-
ler Präsenz ergeben. „Unsere Kunden erwarten von uns eine funktionie-
rende Maschine“, erläutert Peter Beerle, Gruppenleiter Software bei der
Komax AG. „Also müssen wir unsere Anlagen so konzipieren, dass sie 24
Stunden täglich störungsfrei laufen.“ Für einfache und schnelle Service-
arbeiten wird selbstverständlich die Möglichkeit der Fernwartung unter-
stützt.
Wie die Montageautomaten im Systembau, werden auch die Dünn-
schicht-Photovoltaikanlagen im Werk in Rotkreuz komplett montiert und
getestet. Mit einem leistungsfähigen HMI können sämtliche Bewegungen
und Positioniervorgänge überprüft und auch außerhalb des normalen
Produktionsablaufes gesteuert werden. Mit Statusmeldungen und klaren
Fehlertexten wird der Nutzer auf Störungen und Ursachen hingewiesen,
sodass Probleme schnell und einfach lokalisiert und behoben werden
können.
PC-basierte Steuerungsplattform als Standard
Bei einigen Montageanlagen und bei allen Kontaktieranlagen setzt Ko-
max auf die Automatisierungsplattformen von Beckhoff. Diese bestehen
üblicherweise aus den Busklemmen und EtherCAT-Klemmen, einem zen-
tralen Industrie-PC vom Typ C6140 und einem oder mehreren Control
Paneln mit Touchscreen, die per CP-Link angeschlossenen sind.
Zur Anlagenkommunikation setzt Komax auf EtherCAT. Die Antriebsregler
mit CAN-Interface werden derzeit im EtherCAT-Klemmensystem über ei-
ne CANopen-Klemme eingebunden. Softwareseitig sind TwinCAT PLC und
TwinCAT NC PTP im Einsatz. Dieses Standardkonzept will Komax weiter
entwickeln: „Wir planen, die Antriebstechnik und sämtliche peripheren
Baugruppen zukünftig über EtherCAT mit dem zentralen IPC zu koppeln“,
berichtet Peter Beerle.
Neben den elektromotorischen Aktoren zur Positionierung der Transport-
systeme verfügen die Kontaktieranlagen über pneumatische Aktoren, die
über Ventilinseln angesteuert werden. Außerdem sind die Dispenseinheit
für den Auftrag des Kontaktklebers, die Kontaktbandspulen, die Anpress-
rolle sowie weitere Aggregate – je nach Ausführung der Kontaktieranla-
ge – zu bewegen. „Wir sind bemüht, auch die Peripherie weitgehend zu
standardisieren“, erläutert Peter Beerle. „Dennoch müssen wir, aufgrund
des kundenspezifischen Anlagenzuschnitts, eine große Varianz zulassen
und adaptieren, was eine skalierbare Automatisierungsplattform voraus-
setzt.“
Neuer Sicherheitsstandard mit TwinSAFE
Bisher hatte jeder unabhängige Anlagenteil seinen eigenen Sicherheits-
kreis, der aus separaten Hardwarekomponenten bestand. Gerhard Meier,
Geschäftsführer Beckhoff Schweiz, ist überzeugt, dass die logische Inte-
gration von TwinSAFE und TwinCAT auch Komax erhebliche Vorteile
bringt: „In diesem Fall sollte man nicht nur den Hardwarepreis im Blick-
punkt haben, sondern auch die Engineeringkosten.“
Wie Sonja Hübscher ausführt, sind die Komax-Anlagen im PV-Bereich als
eigenständige Anlagen konzipiert, die, im Verbund mit anderen Anlagen-
Peter Beerle, Gruppenleiter Software
bei der Komax AG: „Unser Bestreben
ist es, die Software-SPS und die Visuali-
sierung möglichst auf einer CPU laufen
zu lassen. Wenn wir jedoch in einer
Anlage bis zu 30 Servoantriebe einsetzen
müssen, setzen wir auf IPCs mit Core-
Duo-Prozessortechnik.“
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:56 Uhr Seite 35
36 worldwide | switzerland PC-Control 01 | 2009
teilen, mit übergeordneten Leitrechnern verbunden sind. Dort steht im
Wesentlichen der Datenaustausch von produktionsrelevanten Daten der
Verarbeitungsprozesse im Vordergrund. Dadurch können jedem gefertig-
ten Produkt die zugehörigen Prozess- und Qualitätsdaten zugeordnet
werden. Diese werden in der Regel durch einen TwinCAT-OPC-Server dem
Kunden bzw. dem übergeordneten System zur Verfügung gestellt.
Flexibles Steuerungskonzept lässt keine Kundenwünsche offen
Hinter der grundsätzlichen Entscheidung der Komax AG für die Beckhoff-
Automatisierungsplattform stand der Wunsch, einen Wechsel von der
früheren Vielfalt an Hardwareprodukten hin zu einer flexibel einsetz-
baren Plattform zu vollziehen. Diese sollte sämtliche Kundenoptionen
abdecken und zudem technologisch innovativ sein. Hierzu sagt Peter
Beerle: „Wir können auf dem IPC, neben der Software-SPS, auch andere
Applikationen laufen lassen, ohne dafür einen separaten PC einsetzen zu
müssen. Des Weiteren wollen wir ein einheitliches Bedienkonzept nutzen,
das unsere Ansprüche an Interaktion und Diagnosefähigkeit abdeckt.
Zusätzlich benötigen wir Zugriff auf eine Vielfalt von Komponenten, die
allesamt durch einen schnellen Feldbus in das Gesamtsystem eingebun-
den werden können. Das betrifft vor allem auch die Synchronisation der
Antriebe. Das war mit unserem früheren Konzept nicht möglich, aber mit
der Automatisierungsplattform von Beckhoff lassen sich diese Erwartun-
gen problemlos realisieren.“
Für zukünftige Entwicklungen offen
„Die Flexibilität der PC-basierten Automatisierungsplattform von
Beckhoff gibt Komax den erforderlichen Spielraum für zukünftige
Anwendungsvielfalt“, kommentiert Sonja Hübscher. „Die flexible Soft-
ware, sowie geeignete Schnittstellen sind im Beckhoff-Konzept in jedem
Fall gegeben“, sagt Gerhard Meier.
Selbstverständlich ist die Skalierbarkeit der Beckhoff-Plattform ein
wichtiger Aspekt für die Komax AG. Dazu erklärt Peter Beerle: „Unser
Bestreben ist es, die Software-SPS und die Visualisierung möglichst auf
einer CPU laufen zu lassen. Wenn wir in einer Anlage bis zu 30 Servo-
antriebe einsetzen müssen, dann erfordern die Antriebssteuerung und
die Visualisierung viel Rechenleistung. Hier bietet die PC-basierte
Steuerungstechnik, mit stetig steigender Prozessorleistung, die ideale
Plattform. Für „leistungshungrige“ Applikationen setzen wir derzeit auf
Beckhoff-Industrie-PCs mit Core-Duo-Prozessor.“
Komax AG www.komax.ch
Beckhoff Schweiz www.beckhoff.ch
Komax Gruppe
Die Komax Gruppe betreibt Produktionswerke in der
Schweiz, in Portugal, in Frankreich, in den USA, in
Malaysia und in China. Daneben unterhält das Unter-
nehmen ein weltumspannendes Vertriebs- und Service-
netz. Hauptabsatzmärkte sind die Automobilindustrie,
die Medizinaltechnologie sowie die Photovoltaik. Die
Gruppe erwirtschaftete 2007 einen Umsatz von ca.
230 Mio Euro. Komax beschäftigt weltweit rund 1100
Mitarbeiter.
Die Komax AG produziert vollautomatische Anlagen für
eine sichere, präzise Solartechnologie. Bei der vorge-
stellten Dünnschicht-Kontaktieranlage wird zunächst
das Substrat der Anlage zugeführt und positioniert;
dann trägt, in der ersten Zelle, ein Dispenskopf den leit-
fähigen Kleber auf das Substrat auf. Dieser Vorgang
wird optisch überwacht. Nach dem Kleberauftrag (Dis-
pensen) wird das Substrat der zweiten Zelle übergeben
und erneut positioniert. Anschließend wird das Kontakt-
band über die gesamte Substratlänge ausgezogen und
zielgenau auf die Klebespur abgesetzt. Ein spezielles Ab-
rollsystem gewährleistet die exakte Positionierung. Zum
Schluss wird bei der vorgestellten Anlage ein schwarzes
Abdeckband über das Kontaktband ausgerollt. Dabei ist
sichergestellt, dass sich keine eingeschlossene Luft
unterhalb des Abdeckbandes befindet.
Gerhard Meier, Geschäftsführer Beckhoff
Schweiz: „Die logische Integration von
TwinSAFE und TwinCAT bringt Komax
erhebliche Vorteile. In diesem Fall sollte
man nicht nur den Hardwarepreis im
Blickpunkt haben, sondern auch die
Engineeringkosten.“
Sonja Hübscher, Product Manager Photo-
voltaic Thin Film, Komax AG: „Die Haupt-
anforderungen an unsere Produktionsan-
lagen sind Zuverlässigkeit und Produkti-
vität, darüber hinaus müssen sie mit
anderen Anlagen vom Materialfluss her
harmonieren und sich verbinden lassen.
Und last, but not least, muss die Anlage
einfach zu bedienen und – im Servicefall
– zu warten sein.“
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:56 Uhr Seite 36
Verbesserung von Handling und Synchronisation
Herzstück des Abnahmegeräts RAG2 ist ein 3-Achs-Roboter mit Greifer.
Vorsichtig entnimmt er den Pressling aus der Presse, übergibt ihn der
Qualitätskontrolle (Wiegen und Messen) und legt ihn auf ein Tablett.
TwinCAT: Ruckfreies Be- und Entladen dank elektronischer Kurvenscheiben
Die Roboworker Automation GmbH, mit Sitz in Weingarten, Deutschland,
entwickelt und fertigt Anlagen zur Be- und Entladung von Pressen und
Werkzeugmaschinen. Seit mehr als sieben Jahren setzt Roboworker in ih-
ren Sondermaschinen Steuerungstechnik von Beckhoff ein; nun steuert
PC-based Control von Beckhoff auch alle Roboworker-Serienmaschinen,
wie das Hochleistungs-Abnahmesystem RAG2.
Präzise und schnell handhaben die Entladeroboter von Roboworker Presslinge aus Metall- oder Keramikpulver, die Vorproduktefür Wendeschneidplatten, Zahnräder oder Dichtscheiben. Das Hochleistungs-Abnahmesystem RAG2, das die Rohlinge ruckfrei undzuverlässig aus der Presse entnimmt, wird von einem Beckhoff Industrie-PC mit der Automatisierungssoftware TwinCAT gesteuert.
Das Hochleistungs-Abnahmesystem RAG2, das die Rohlinge ruckfrei
und zuverlässig aus der Presse entnimmt, wird von einem Beckhoff In-
dustrie-PC mit der Automatisierungssoftware TwinCAT gesteuert.
37 worldwide | germanyPC-Control 01 | 2009
Extrem schnelle Steuerungstechnik mit kurzen ZykluszeitenHerzstück dieser Maschine ist ein 3-Achs-Roboter mit Greifer. Vorsichtig
entnimmt er den Pressling aus der Presse, übergibt ihn der Qualitätskon-
trolle und legt ihn auf ein Tablett. Die Abnahmesysteme RAG2 handha-
ben Pressteile aus formgebenden Pressen, Umformpressen und Stanzen.
Das Greifen, Transportieren und Ablegen der Pressteile aus Metall- oder
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:56 Uhr Seite 37
38 worldwide | germany PC-Control 01 | 2009
te mit ihren spezifischen Feldbussen bedienen und damit die Leistung der
Geräte voll ausschöpfen. So binden wir u. a. über Buskoppler die mit
CANopen angesteuerten, hoch dynamischen Antriebe des Roboters in
die Steuerung ein.“
Komplexität und Vielfalt beherrschenGröße, Form und Material des Presslings sowie die geforderte Qualität
und Ausbringungsmenge bestimmen Greifertyp, Tabletthandlingverfah-
ren, Maschinenprozess und Zusatzfunktionen, wie Entgraten, Qualitäts-
kontrolle und Pressstempelreinigen. „Auf einigen Abnahmesystemen
handhaben wir bis zu 30 Teile pro Minute“, kommentiert Sabine Sterk, zu-
ständig für Marketing bei Roboworker, und fügt hinzu. „Derart hohe Takt-
raten erreichen wir durch Parallelisieren von Prozessschritten. Beispiels-
weise wird ein Teil gewogen, während der Greifer ein anderes Teil von
einer zweiten Waage auf das Tablett transportiert.“ Diese komplexen
Prozesse realisiert Roboworker mit TwinCAT PLC und Motion Control
unter Echtzeit. „Das ist total genial – Echtzeitfähigkeit ohne spezielle
Hardware“, wirft Norbert Mehrle ein. Anwendungsspezifisch konfiguriert
Keramikpulver, die die Vorprodukte von Wendeschneidplatten, Ventilsitz-
ringen, Dichtungen oder Zahnrädern bilden, stellt eine große Herausfor-
derung dar, da die Presslinge noch sehr weich sind und leicht brechen.
„Zu große Greifkräfte oder unsanftes Ablegen durch ruckartige Bewe-
gungen beschädigen den Pressling und machen ihn unbrauchbar“, erläu-
tert Norbert Mehrle, Leiter Steuerungstechnik bei Roboworker. „Folglich
benötigen wir eine Steuerungstechnik, mit der wir ein vorsichtiges Grei-
fen des Presslings und einen ruckfreien Bewegungsablauf realisieren kön-
nen – selbst bei höchsten Geschwindigkeiten. Beckhoff bietet hierzu ge-
nau das, was wir benötigen: extrem schnelle Steuerungstechnik mit kur-
zen Zykluszeiten und vielen Zusatzfunktionen, wie Motion Control und
elektronische Kurvenscheiben in einem System.“
Integration schaffenKern der Steuerung des Abnahmesystems ist ein Industrie-PC C6140 mit
Windows XP Pro als Betriebssystem und der Automatisierungssoftware
TwinCAT PLC/NC I. Über einen Handheld erfolgt die Bedienung des Ab-
nahmesystems. Die Visualisierung basiert auf Windows und läuft ge-
meinsam mit der Steuerung auf dem Industrie-PC; Die Kommunikation
zwischen Steuerung und Visualisierung erfolgt via TwinCAT ADS. Optional
kann über die Ethernet-Schnittstelle des Industrie-PCs eine Internetver-
bindung zur Fernwartung des Systems aufgebaut werden.
Zur Einbindung sämtlicher Datenpunkte des Abnahmesystems in die
Steuerung setzt Roboworker Beckhoff Busklemmen ein. „Je nach Aus-
führung des Abnahmesystems stellen wir aus dem großen Sortiment an
Busklemmen eine für die Anwendung optimale Kombination zusammen“,
erklärt Norbert Mehrle. „So erfassen beispielsweise analoge Klemmen die
Abmaße des Presslings und serielle Schnittstellen die Daten der Wäge-
zellen. Die weniger dynamischen Achsen der Greifer und des Tablett-
handlings steuern wir einfach und kostengünstig mit Schrittmotorklem-
men. Dank der Offenheit der Beckhoff-Technologie können wir alle Gerä-
Greifer mit mitfahrendem Stempelputzer
Die Schrittmotorklemmen KL2531 und KL2541 bieten eine
preiswerte Alternative zu aufwändigen Antrieben.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 38
Kern der Steuerung des Abnahmesystems ist ein Industrie-PC C6140
mit Windows XP Pro als Betriebssystem und Automatisierungssoftware
TwinCAT PLC/NC I.
39 worldwide | germany
Roboworker die Applikationssoftware und stellt die zugehörigen Maschi-
nenparameter ein. Roboworker nutzt TwinCAT jedoch nicht nur als Ent-
wicklungs- und Laufzeitumgebung, sondern setzt das TwinCAT Scope-
View auch für die Diagnose und Optimierung des Systems ein.
Bewegungsablauf optimierenDer Greifer transportiert die druck- und stoßempfindlichen Presslinge
ruckfrei von einer Bearbeitungsstation zur nächsten und legt sie schließ-
lich vorsichtig auf das Tablett. Diesen komplizierten Vorgang realisiert
Roboworker mit der Kurvenscheibenfunktion der TwinCAT-Software.
„Zurzeit nutzen wir die Camming-Funktion nur zur Optimierung von Ge-
schwindigkeit, Beschleunigung und Greiferhandling. Wir definieren dazu
die Bahnkurve als Polynom fünfter Ordnung und verbinden darüber die
Slave-Achse mit der Master-Achse. Zukünftig werden wir Kurvenscheiben
auch zur Zeitoptimierung nutzen, indem wir die X-, Y- und Z-Achse an
eine virtuelle Zeitkurve koppeln. So wollen wir einen Durchlaufbetrieb
ohne Wartezeiten realisieren. Das erhöht die Hubzahl und reduziert den
Energieverbrauch“, merkt Norbert Mehrle an.
Optimale Synchronisation von Presse und Abnahmesystem Zur Realisierung eines reibungslosen Ablaufs müssen Presse und Abnah-
mesystem synchronisiert arbeiten. Je nach Anwendung ist dieser Syn-
chronisationsprozess unterschiedlich komplex: Bei einfachen Pressen er-
folgt die Kommunikation der Maschinenstatus via digitaler Schnittstellen.
Bei aufwändigeren Abstimmungen kommunizieren die Presse und das
Abnahmesystem über CANopen oder Profibus miteinander. Hier stimmen
Presse und Handhabungsgerät ab, wann ein Teil fertig ist und abgenom-
men werden muss, und wann der Greifer sich nicht im Pressenraum
befinden darf. Die Presse übernimmt zudem die mit dem Abnahmesystem
aufgenommenen Daten, wie Gewicht und Maße des Presslings und
bestimmt – darauf basierend – die Füllmenge und die Presskraft für den
nächsten Pressschritt.
„Für das Abnahmesystem haben wir unsere Applikationssoftware kom-
plett neu erstellt. Durch die einfache Handhabung von TwinCAT wurde die
Entwicklung vereinfacht. Gleichzeitig stieg der erzielte Nutzen: Wir haben
eine deutliche Verbesserung im Handling und in der Synchronisation von
Presse und Abnahmesystem erreicht“, so Norbert Mehrle und fasst
zusammen. „Insgesamt gesehen profitiert Roboworker vor allem von der
Offenheit und Einfachheit der Beckhoff-Technologie sowie dem guten
Preis-Leistungs-Verhältnis.“
Roboworker Automation GmbH www.roboworker.com
Beladen, Entladen, Palettieren
und Prüfen; das sind die Kern-
kompetenzen der Roboteranla-
gen von Roboworker. Schnell, zu-
verlässig und präzise be- und ent-
laden sie Schleifmaschinen, Pres-
sen, Stanzen und Spritzgießma-
schinen. Die entnommenen Teile
legen sie zur direkten Weiterver-
arbeitung auf Tabletts oder ver-
packen sie für den Transport.
Mess- und Prüfsysteme sorgen für
einwandfreie Prozessschritte und
eine hohe Teilegüte. Roboworker
setzt bei allen Anlagen die „Ad-
vanced Robot Technologie“ mit
Steuerungstechnik von Beckhoff
ein. Beckhoff Industrie-PCs mit
Windows als Betriebssystem
und der Steuerungsplattform
TwinCAT NC I/NC PTP und Cam-
ming-Funktion, steuern unter
Echtzeit die gesamte Anlage.
PC-Control 01 | 2009
Sabine Sterk
(Marketing) und
Norbert Mehrle (Leiter
Steuerungstechnik)
Durch Parallelisieren von Prozessschritten
können höchste Taktzeiten erreicht werden.
Während ein Teil gewogen wird, trans-
portiert der Greifer ein anderes Teil von
einer zweiten Waage auf das Tablett.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 39
40 worldwide | czech republic PC-Control 01 | 2009
Verbesserte Leistung, niedrigere Betriebskosten
PC-basierte Steuerung optimiert Verpackungsanlage
Die Verpackungsindustrie ist mit immer komplexeren Anwendungen kon-
frontiert, die nach immer schnelleren und effizienteren automatischen
Anlagen verlangen: Neben erhöhtem Ausstoß und höherer Speicherkapa-
zität, sind eine Vielzahl an Kommunikationsschnittstellen sowie Autodia-
gnostik gefordert. In den letzten Jahren hat Velteko sowohl an der Ver-
einfachung seines Maschinenkonzepts, als auch an der Vereinheitlichung
einzelner Produktionselemente und der Modularität seiner Verpackungs-
linien gearbeitet. Damit hat der Kunde die Möglichkeit, die für seine Ap-
plikation am besten geeignete Maschine, plus entsprechendes Zubehör,
wie Dosieranlagen, Waagen etc., auszuwählen. Voraussetzung zur Erfül-
lung dieser Anforderungen war der Umstieg von der Hardware-SPS auf
PC-Control, der nicht nur eine höhere Verpackungsleistung bietet, son-
dern sich auch wirtschaftlich gelohnt hat.
Produktionsprozess optimiertDie neueste Generation der vertikalen Verpackungsmaschinen von Velte-
ko ist ausgelegt auf hohe Leistung im Dauerbetrieb, für das Abpacken vis-
koser, flüssiger oder fester Güter in Beutel mit einem Volumen bis 5 Liter
und einer maximalen Maschinenleistung von 180 Beuteln pro Minute.
Gesteuert wird die Anlage von einem Beckhoff Panel-PC CP6201 und der
Velteko s.r.o., mit Sitz in Wlaschim (Vlasim), in der Tschechischen Republik, ist Hersteller von Verpackungsmaschinen und Spezia-list für hochwertige Verpackungstechnologie. Bei der grundlegenden Überarbeitung des Maschinen- und Steuerungskonzeptesseiner Schlauchbeutelverpackungsanlage entschied sich das Unternehmen für eine PC- und EtherCAT-basierte Automatisierungs-lösung von Beckhoff.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 40
Ethernet
RS232/484
CANopen
41 worldwide | czech republicPC-Control 01 | 2009
Automatisierungssoftware TwinCAT. Die AX5000-Servoverstärker sind
über EtherCAT eingebunden, sodass die Anlage mit einem voreingestell-
ten Zyklus von 2 ms über ausreichend Ausstoßreserve verfügt. Frequenz-
umrichter und Magnetventile werden über CANopen gesteuert. Auch die
Parametereinstellung der Servoregler und Frequenzumrichter erfolgt auf
dem Industrie-PC.
Die PC-basierte Steuerung vereinfacht die Verkabelung der Maschine; da-
durch werden Kosten reduziert und die Zuverlässigkeit der Anlage ge-
steigert.All das kommt dem Kunden sehr entgegen, insbesondere, da auf-
grund des einfachen Handlings von EtherCAT bei einem etwaigen Aus-
tausch eines Servoreglers oder Frequenzumrichters kein Kundendienst-
techniker mehr benötigt wird. EtherCAT bietet sowohl eine hervorragen-
de Datenkommunikation innerhalb der Maschine als auch – durch offene
Schnittstellen – eine einfache Integration in ein bestehendes Firmennetz-
werk. Die offene Struktur der PC-basierten Steuerungslösung erlaubt
außerdem die komfortable Vernetzung mit anderen Maschinenmodulen
zu einer komplexen Verpackungslinie.
Intuitives BedienenDas 12-Zoll-Touchscreen-Panel als HMI-Interface erlaubt die komfortable
und übersichtliche Kontrolle und Bedienung der Anlage. Die in Visual C#
programmierte Oberfläche ermöglicht – neben der Bedienung über eine
beschriftete Tastatur – die intuitive Bedienung über Symbole, sodass auch
ungeschultes Personal in der Lage ist, die Produktionsparameter für Beu-
tellänge, -verschweißdauer und Maschinenausstoß über drei Schaltflä-
chen einzustellen. Vom Touchscreen aus werden auch Zusatzeinrichtun-
gen, wie z. B. Dosierer, automatische Abfüllung der Ware in den Einfüll-
trichter, Datierung u. ä., gesteuert. Durch Passwörter geschützte Bedien-
ebenen erlauben außerdem den autorisierten Zugriff für qualifizierte Mit-
arbeiter oder mit besonderen Rechten ausgestattete Servicetechniker.
Umfangreiches DatenmanagementDer Einsatz des Panel-PCs CP6201 eröffnet auch neue Möglichkeiten hin-
sichtlich Statistik und Datenaustausch sowie bei der Autoüberwachung
der Anlage. Jedes an der Maschine auftretende Ereignis (z.B. „Taste ge-
drückt“, „Maschine hat Verpackungsmaterial aufgebraucht“ etc.) sowie
alle Bedienfehler werden, inkl. der Zeitinformation, im PC-Speicher abge-
legt. Individuelle Maschineneinstellungen können in bis zu 500 vordefi-
nierten Programmabläufen, mit der Möglichkeit der Datensicherung, ge-
speichert werden. Darüber hinaus werden umfangreiche statistische Da-
ten aufgezeichnet (z.B. die Anzahl der gefüllten und leeren Beutel seit In-
betriebnahme der Maschine oder für einen vorgegebenen Zeitraum; die
Identifikation bestimmter Bediener per Passwort; die Maschinenuhrzeit
beim Start und Stopp; die Temperaturmessung im Verteiler etc.). Alle Da-
ten werden ab der ersten Inbetriebnahme und über die gesamte Lebens-
dauer der Maschine auf einer 1-GB-Compact-Flash-Karte aufgezeichnet,
die weder überschrieben noch gelöscht werden kann.
Der Kunde kann, falls erforderlich, alle oben erwähnten Daten über einen
USB- oder Ethernet-Port herunterladen. Selbstverständlich besteht die
Möglichkeit, eine Verpackungsmaschine mit jedem standardmäßigen
Computernetzwerk zu verbinden.
Remotebedienung und -wartungBesonderen Wert hat Velteko auf die Fernwartung und -bedienung gelegt,
die durch die Ethernet-Schnittstelle und das Windows-Betriebssystem
deutlich vereinfacht wird. Jede Einstellung in der Automatisierungssoft-
ware und der Visualisierung sowie der Überwachung und Diagnose kann
dezentral mit jedem bekannten Datenübertragungsmedium (Internet,
E-Mail, Modem etc.) vorgenommen werden. Auf Seiten des Bedieners
wird lediglich ein Grundwissen zur Notebookbedienung und zum Kopie-
ren von Dateien vorausgesetzt; er benötigt nicht einmal irgendeine spe-
zielle Software oder Verbindungskabel. Jede handelsübliche USB-Flash-
Disk reicht für den Datenaustausch aus.
Velteko s.r.o. www.velteko.com
Dyger s.r.o www.dyger.cz
Schematische Darstellung der Prozessarchitektur der senkrecht arbeitenden
Velteko-Verpackungsmaschinen, die mit einem Beckhoff Industrie-PC CP6201
mit Intel®-Celeron®-1-GHz-Prozessor ausgestattet sind.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 41
Der Trend bei Unternehmen der Energie-, Chemie-, Bau- und Raumfahrtindustrie, mit immer größeren Bauteilen zu arbeiten,fordert entsprechende Transportfahrzeuge zur Bewegung der großformatigen und schwergewichtigen Lasten. Die Wheelift-Schwertransporter der Doerfer Companies (TDS Automation) aus Waverly, Iowa, USA, sind für solche Anwendungen bestens
geeignet, da sie Nutzlasten bis über 500 Tonnen mit höchster Präzision transportieren können.
PC-based Control bewegt schwere Lasten
Wheelift-Schwertransporter: Kraftprotz und Präzisionsinstrument in einem
Die Marke Wheelift steht für dynamische, hochleistungsfähige Transporter auf Rä-
dern, die wahrhaft herkulische Nutzlasten im Bereich von 50 bis über 500 Tonnen
stemmen können. Damit erfüllt der Schwertransporter sogar höchste Hubanfor-
derungen von Herstellern sehr schwerer und großformatiger Bauteile, wie Trans-
formatoren, Turbinengeneratoren oder Bergbaugeräte, und ist auch für den Ein-
satz in Nuklearanlagen oder beim Schiffbau geeignet.
Eine gewichtige Herausforderung„Um wettbewerbsfähig zu bleiben, muss Doerfer zu jeder Zeit absolute Zuverläs-
sigkeit garantieren. Da mit extremen Lasten gearbeitet wird, sind Betriebsausfäl-
le nur sehr schwer wieder wettzumachen. Darüber hinaus werden immer größe-
re modulare Komponenten für die Endmontage produziert. Bei diesen anspruchs-
vollen Anwendungen ist ein straffer, zuverlässiger Ablauf unumgänglich, um die
schwergewichtigen Produkte sicher zu bewegen“, erklärt Roy Linden, Wheelift
Account Manager.
Die industriellen Anwendungsmöglichkeiten der Wheelift-Schwertransporter sind
sehr vielfältig und stellen alle herkömmlichen Schwertransportalternativen in den
Schatten: Die Größe und Ladefähigkeit können der Anwendung entsprechend an-
gepasst werden. So wurden beispielsweise Transporter mit je 57 Tonnen Nutzlast
entwickelt, die sowohl einzeln als auch im Tandem betrieben werden können. Die
Wheelift-Bediener positionieren den flexiblen Transporter einfach unter einer Last,
nehmen sie auf, transportieren sie zum Bestimmungsort und setzen sie dort ab.
Offene PC-basierte Automatisierungsplattform löst Blackbox abBei den ersten Versionen der Wheelift-Transporter wurden noch Blackbox-PCs ein-
gesetzt, die in einer Assemblersprache programmiert waren. „Leider gab es in den
Vereinigten Staaten nur eine Handvoll Fachleute, die die Ausrüstung warten und
aktualisieren konnten. Dies war einer der ausschlaggebenden Gründe, warum wir
nach einer offenen PC-basierten Steuerungsplattform gesucht haben“, so Mark
Lavallee, Controls Design Manager bei Doerfer.
Eine entscheidende Anforderung an die neue Steuerungsplattform bestand in der
Kompatibilität zu dem bestehenden Hydrauliksystem, aber auch in der Realisie-
rung diverser Verbesserungen, wie z.B. einer erhöhten Zuverlässigkeit und einer
größeren Genauigkeit und besseren Auflösung für die exakt aufeinander abge-
stimmten hydraulischen und elektrischen Servosysteme. Außerdem benötigte das
Wheelift-Team eine IEC 61131-3-Programmierumgebung für die komplexe Soft-
ware der Wheelift-Synchrosteer®-Steuerung. „Die entsprechende Grundlage lie-
ferte uns die TwinCAT-SPS-Software“, so Ron Howell, Elektroingenieur bei Doer-
fer Companies.
Minimaler Platzbedarf im Schaltschrank„Die Kompaktheit der Beckhoff-Steuerungslösung war für unsere neuen Wheelift-
Transporter von entscheidender Bedeutung“, sagt Craig Schmeiser, Program Ma-
nager von Wheelift. Angesichts der Forderung nach einem möglichst niedrigen
Profil bei Schwertransportern ist Doerfer Companies stets auf die optimale Aus-
nutzung des im Schaltschrank verfügbaren Platzes bedacht. „Mit den leistungs-
mäßig sehr fein skalierten Beckhoff-Komponenten konnten wir ein kompaktes
Steuerungspaket, bestehend aus einem Panel-PC CP62xx mit 12-Zoll-Display, den
Servoantrieben AX2000, den AM3000-Servomotoren sowie diversen Busklem-
men, installieren, das exakt die Anforderungen unserer Anwendung erfüllt“, er-
läutert Schmeiser.
Highspeed-Motion-Control via EtherCAT Busklemmen mit EtherCAT-Buskoppler BK1120 werden als I/O-System für die
Kommunikation in den einzelnen Wheelift-Transportern verwendet. „Die Leis-
tungsfähigkeit von EtherCAT ist beeindruckend und die Ausrüstung lässt sich
42 worldwide | usa PC-Control 01 | 2009
Wheelift-Transporter bieten hohe Bewegungspräzi-
sion bei einer Hubhöhe von 6 bis 10 Zoll und bewe-
gen Nutzlasten im Bereich von 50 bis über 500 Tonnen.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 42
leicht integrieren, da sie auf herkömmlichen Ethernet-Technologien basiert“,
stellt Howell fest. „EtherCAT ist ideal geeignet für Highspeed-Motion-Control und
in der Lage, parallel mit vielen anderen Feldbusnetzwerken zu arbeiten. Je nach
Wheelift-Transporter können mit dem CP62xx zwischen acht und vierundzwanzig
Servoachsen individuell gesteuert werden“, erläutert Howell weiter: „Eine syn-
chrone, koordinierte Bewegung in diesem Maßstab wäre mit herkömmlichen SPS-
Systemen nur sehr schwer zu bewältigen gewesen. Unsere Zykluszeiten für wich-
tige Motion-Funktionen betragen 1ms oder weniger.“
Busklemme macht Leistungsüberwachung „kinderleicht“Der Wheelift-Schwertransporter ist mit einem bordeigenen Motor zum Antrieb ei-
nes 480-Volt-Drehstromgenerators ausgestattet, der den Strom für das gesamte
System liefert. Die 3-Phasen-Leistungsmessklemme KL3403 sammelt eine Fülle
von Daten zur Überwachung des Stromverbrauchs von Wheelift, sodass poten-
zielle Probleme vermieden werden können, bevor sie entstehen. Eine einzelne
KL3403 ermöglicht es dem Wheelift-Team, die Leistung zu überwachen, und
macht so jegliche Umrichtereinheiten überflüssig. „Mit den großen, klobigen
Blackboxes wäre ich nicht einmal in der Lage gewesen, die Energieversorgung im
Wheelift zu überwachen. Mit der nur 12 mm breiten I/O-Klemme KL3403 ist das
kinderleicht“, betont Howell. Soweit möglich, setzt Wheelift auch die kompakten
16-Kanal-KM-I/O-Module von Beckhoff ein, um noch mehr Platz in den Schalt-
schränken zu sparen.
Echtzeit-Ethernet erlaubt perfekt synchronisierten TandembetriebFür die Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen den Wheelift-Schwer-
transportern wird eine Ethernet-Publisher-Subscriber-Methode verwendet: Wenn
beispielsweise drei Wheelift-Transporter im Tandembetrieb arbeiten (d. h. sie sind
verbunden, verfügen aber alle über einen eigenen Prozessor), dann kann ein Fahr-
zeug als „Master“ eingesetzt werden, dem die anderen beiden folgen. Der Mas-
ter-Transporter sendet Befehle an die Slave-Transporter, und diese antworten, um
den Systemstatus weiterzugeben. „Die Echtzeitfähigkeiten des Ethernet-Systems
ermöglichen uns eine hochgenaue Synchronisation der Fahrzeuge für den Hoch-
geschwindigkeitsbetrieb“, sagt John Pullen, Senior Staff Designer bei Doerfer.
Große Leistung, kleiner Preis„Die Rechenleistung des Panel-PCs von Beckhoff wird ihrer Aufgabe in den mehr-
achsigen Wheelift-Systemen mehr als gerecht“, meint Lavallee. „Selbst mit all
den deterministischen Bewegungen nutzen wir lediglich 27 bis 30 Prozent der
gesamten PC-Rechenleistung. Dank der offenen Struktur des Systems können
neue Eigenschaften und Funktionen problemlos hinzugefügt werden. Darüber
hinaus ist die höhere Leistungsfähigkeit unseres Systems nicht mit höheren
Kosten verbunden“, ergänzt Schmeiser und fährt fort: „Die Beckhoff-Steuerungen
waren sogar bis zu 30 Prozent günstiger als die herkömmlichen SPS-Architektu-
ren. Natürlich haben wir uns vor allem wegen der höheren Leistungsfähigkeit für
die Beckhoff-Technologie entschieden – der niedrigere Preis war da nur noch ein
zusätzlicher Bonus.“
Hohe Benutzerfreundlichkeit„Die TwinCAT-Software ermöglicht unseren Programmierern die Rückmeldung
von wichtigen Daten in für den Anwender leicht verständlichen Formaten“, er-
läutert Linden. „Auch das Feedback der Endnutzer der neuen Wheelift-Systeme
war sehr positiv, es gab viele aufbauende Kommentare bezüglich der Zuverläs-
sigkeit, Benutzer- und Wartungsfreundlichkeit des neuen Systems.“
„Wir beabsichtigen, künftig in all unseren Wheelift-Schwertransportern ein voll-
ständiges Steuerungssystem von Beckhoff einzusetzen“, so Schmeiser. Auch er-
wägt das Wheelift-Ingenieurteam, die EtherCAT-Servoverstärker der Baureihe
AX5000 in ihre Schwertransportersysteme einzubauen. „Bei den Ausführungen
mit doppelachsigem Antrieb würde dies weitere Platzeinsparungen für unseren
Schaltkasten bedeuten“, erklärt Lavallee.
Wheelift-Schwertransporter www.wheelift.com
Doerfer Companies www.doerfer.com
Beckhoff USA www.beckhoffautomation.com
Die Wheelift-Schwertransporter verfügen
über ein vollständiges Beckhoff-Steuerungs-
system, bestehend aus der Software-SPS
TwinCAT, EtherCAT- und Busklemmen-I/Os,
Servoverstärkern der Baureihe AX2000 sowie
AM3000-Servomotoren und dem Panel-PC
CP62xx als zentraler Steuerung.
Das Wheelift-Team entschied sich für
den Beckhoff Panel-PC CP62xx als All-in-
One-Steuerungs- und -Visualisierungs-
lösung für alle HMI-, Automatisierungs-
und Steuerungsfunktionen.
43 worldwide | usaPC-Control 01 | 2009
Wheelift-Uniload®-Modul mit Beckhoff-Motor
Um auch mit den schwierigsten Aufgaben fertig zu werden, ver-
fügen die Wheelift-Transporter mit Uniload®-Radmodulausfüh-
rung über folgende Leistungsmerkmale:
| ausgeglichene 3-Punkt-Flüssigkeitsfederung zur Minimierung
des Bodendrucks bei Spitzenbelastungen
| allseitige Steuerung für 100%-ige Bewegungsflexibilität
| sehr niedriges Ladeflächenprofil für bessere Nutzbarkeit und
erhöhte Sicherheit im gesamten Werk
| präzise Bewegungsfähigkeit (in Schritten ab 25µm) für eine
vereinfachte Lastplatzierung und neue Einsatzmöglichkeiten
bei der Vormontage
| Die eingebaute Hubvorrichtung für die Selbstladung spart Zu-
satzkosten für entsprechende Geräte und Arbeiten.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 43
44 research & development PC-Control 01 | 2009
Steigende Anforderungen an die Flexibilität von automatisierungstechni-
schen Anlagen, sei es durch eine variantenreiche Fertigung von Produk-
ten mit geringer Losgröße oder die Steigerung der Verfügbarkeit durch die
Erkennung und Kompensation auftretender Fehler zur Laufzeit und der
zunehmend parallele Charakter der Automatisierungshardware, sei es
durch die Verteilung von Steuerungsaufgaben im Feld oder den Einsatz
von Steuerungen mit mehreren Rechenwerken (Multi-Core-CPUs), sind
mit klassisch-prozeduralen Ansätzen in Zukunft kaum noch zu bewälti-
gen.
Erste Schritte, um die zunehmende Komplexität moderner Steuerungs-
programme zu bewältigen, sind mit dem Einzug objektorientierter Kon-
zepte in die IEC 61131-3 gemacht. Andere Ansätze, welche die Modulari-
sierung und Verteilung von Steuerungsaufgaben erleichtern, liegen der
IEC 61499 zugrunde, konnten sich aber bisher nicht durchsetzen. Sowohl
Objekte als auch Komponenten sind in der Anwendungsentwicklung
schon seit Jahrzehnten erfolgreich im Einsatz. Mit dem Trend zu Mehr-
kernrechensystemen vollzieht sich aber auch hier ein Paradigmenwandel,
der für automatisierungstechnische Lösungen, aufgrund ihrer oftmals ver-
teilten Struktur, interessant sein dürfte.
Flexibilisierung der Steuerungslösung durch AgentenDas Konzept der Agenten bietet sowohl im Hinblick auf die Flexibilisie-
rung einer Steuerungslösung als auch für die Verteilbarkeit auf mehrere
Rechenwerke einige konzeptionelle Vorteile. Agenten erlauben einen in-
tuitiven Zugang zu einer automatisierungstechnischen Lösung. Sie fas-
sen, genau wie Objekte in der Objektorientierung, Strukturen und Funk-
tionalität zusammen, verfügen darüber hinaus aber auch über ein auto-
nomes Verhalten.
Im Rahmen einer automatisierungstechnischen Lösung vertritt ein Agent
Komponenten des technischen Systems, welche eine abgeschlossene
Automatisierungsaufgabe (Dienst) innerhalb des Prozesses übernehmen.
Im Unterschied zu Modulen verfügen Agenten über ein autonomes Ver-
halten, welches darin besteht, dass sie, auf der Grundlage eines speziali-
sierten Modells (Wissensbasis) des zu steuernden Teilprozesses, in der La-
ge sind, die aktuelle Situation zu bewerten und Entscheidungen daraus
abzuleiten. Diese Entscheidungen werden im Rahmen der technischen
Möglichkeiten der zugrunde liegenden Komponente und im Hinblick auf
die Optimierungsziele des Agenten getroffen.
Aufgrund dieses Wissens lassen sich in einem Agenten gegenüber einem
Objekt auch eine Vielzahl zusätzlicher Aspekte realisieren, welche sowohl
die Analyse der aktuellen Situation als auch zukünftige Handlungsalter-
nativen umfassen. Als Modell des zugrunde liegenden technischen Sys-
tems oder Prozesses kann die Wissensbasis sowohl zur modellbasierten
Diagnose und Kompensation von Fehlern als auch zur Optimierung der
Steuerstrategie genutzt werden.
In einem von der deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt mit der Universität Kassel wird eine werk-zeugunterstützte Vorgehensweise entwickelt, die den Entwurf eines Agentensystems erlaubt. Ziel ist es, einen durch-gängigen Entwurf verteilter Agentensysteme, die an die speziellen Anforderungen in der Automatisierungstechnikangepasst sind, zu ermöglichen. Diese Methodik soll den Entwickler von der systematischen Erhebung der Anforde-rungen und Systemanalyse bis hin zur Entwicklung und Implementierung unterstützen. Grundlage ist eine einheitli-che Beschreibungsform auf Basis der SysML (Systems Modeling Language), welche die verschiedenen Aspekte in einemdurchgängigen Systemmodell abbildet. Das erstellte Agentensystem wird direkt auf IEC 61131-3-konformen Steue-rungen, ohne eine spezielle Agentenplattform, ablauffähig sein. Prof. Dr.-Ing. Birgit Vogel-Heuser und Dipl.-Ing. An-dreas Wannagat vom Fachbereich Embedded Systems der Universität Kassel geben einen Überblick über das Projekt.
Einsatz von Multi-Agentensystemen zurSteigerung der Anlagenverfügbarkeit
Agent
ModulDiagnose
ModulSteuerung
WissensbasisUmweltmodell
PlanungStrategie
Mess-größen
Fehler-behandlung
OptimierungAnalyse
dyn. Redundanz Umsetzung
Status undFehlermeldungen
Interaktion mitanderen Agenten
Stell-größen
Abb. 1: Struktur eines Agenten für die Automatisierungstechnik
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 44
45 research & developmentPC-Control 01 | 2009
Innerhalb einer automatisierungstechnischen Lösung unterscheidet man
im Wesentlichen zwei Agententypen: zum einen Agenten, welche die
Dienste ihrer zugrunde liegenden automatisierungstechnischen Kompo-
nenten bereitstellen, und zum anderen Agenten, welche diese Dienste –
im Sinne des auszuführenden Prozesses – anfordern und auswählen. Bei-
de Agententypen verfolgen dabei lokale Ziele. Bei den Systemagenten
sind dies hohe Leistung und Verfügbarkeit, bei den Prozessagenten die
hohe Produktqualität. Durch die Interaktion dieser beiden Agententypen
wird das Gesamtsystem zur Laufzeit und im Kontext der aktuellen Situa-
tion optimiert.
Da erst zur Laufzeit festgelegt wird, welche Komponenten eines techni-
schen Systems (Systemagenten) durch ein Werkstück (Prozessagent) ge-
nutzt werden, kann jedem Werkstück ein individueller Fertigungsplan zu-
grunde liegen. Dieser definiert, in welcher Reihenfolge und in welcher
Form die Komponenten des technischen Systems genutzt werden. In ei-
nem kontinuierlichen System hingegen beinhaltet ein Prozessagent ein
Rezept mit der Reihenfolge und den Vorgaben der auszuführenden Teil-
prozesse. Je nach Anordnung und Eignung der Verarbeitungsstationen
werden diese parametrisiert und genutzt. Eine Änderung des Rezepts
führt lediglich zu neuen Vorgaben an die zu erfüllenden Dienste; die Ver-
änderungen in der Struktur des technischen Systems äußern sich darin,
dass eine neue Komponente bzw., im Falle eines Defekts, eine Kompo-
nente weniger an diesem Vergabemechanismus teilnimmt.
Steigerung der VerlässlichkeitEntsprechend redundante Verarbeitungsstationen vorausgesetzt, lassen
sich Ausfälle von Systemkomponenten durch einen Vergabemechanismus
von Diensten kompensieren und damit die Verlässlichkeit steigern. Das
folgende Beispiel einer hydraulischen, kontinuierlichen Heißpresse für
Spanplatten zeigt aber auch, dass sich der Verhandlungsmechanismus
en
Dr. Josef Papenfort, Produktmanager
TwinCAT bei Beckhoff, erläutert die
Hintergründe des Forschungsprojek-
tes: „Beckhoff und die Universität
Kassel haben in diesem von der
Deutschen Forschungsgemeinschaft
(VO 937/8-1) geförderten Transferpro-
jekts erfolgreich bewiesen, dass die an
einer Hochschule in der Grundlagen-
forschung gewonnenen Methoden
und entstandenen Tools direkt in der
Industrie verwertet werden können.
Gerade die Agentensysteme sind in
der Wissenschaft oft und viel erforscht
worden, eine Umsetzung in industriel-
le Produkte gab es bisher kaum. Mit
dieser Arbeit ist es gelungen, einige
Anwender von den Möglichkeiten
und dem Nutzen von Agenten zu
überzeugen.“
Abb. 2: Aufbau und Materialfluss der Presse
Beckhoff ist an einer großen Zahl
unterschiedlicher Forschungsprojekte
beteiligt, angefangen von Anwen-
dungsstudien, über Technologieent-
wicklungen bis hin zur Grundlagen-
forschung. Der Fokus liegt immer in ei-
ner möglichst industrienahen For-
schung. Die zügige Umsetzung der in
den Forschungsprojekten gewonne-
nen Ideen und Erfahrungen in Pro-
dukte ist oberstes Ziel. Zur Sicherung
der Innovationskraft und Technologie-
führerschaft ist die Zusammenarbeit
mit Hochschulen aus Beckhoff-Sicht
zwingend notwendig.
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 45
46 research & development PC-Control 01 | 2009
nur sinnvoll nutzen lässt, wenn ein Fehler umgangen werden kann, also
alternative Dienste anderer Systemagenten genutzt werden können. Der
Ausfall eines Sensors oder Aktors innerhalb eines Agenten hingegen ent-
zieht sich diesem Mechanismus, kann aber durch die Wissensbasis des
Agenten erkannt und kompensiert werden.
Die dem Agentensystem zugrunde liegende hydraulische Presse verfügt
über 25 Pressrahmen mit je fünf bis sechs hydraulischen Zylindern, die
das einlaufende Holz-Leim-Gemisch unter hohem Druck zu einer Span-
platte verpressen. Dabei werden Temperaturen von bis zu 240°C erreicht.
Jeder Rahmen wird durch einen Systemagenten vertreten, der, entspre-
chend den lokalen Randbedingungen, die Vorgaben des Prozessagenten
umsetzt und die Parameter kontrolliert und regelt. Der Systemagent hat
zwei Mechanismen, um Fehler zu erkennen: Zum einen überwacht er, ob
sich die lokalen Parameter innerhalb der spezifizierten Toleranzbänder be-
wegen, und zum anderen nutzt er widersprüchliche redundante Informa-
tionen, um Fehler zu erkennen. Die lokale Wissensbasis des Agenten lie-
fert diese redundanten Informationen. Dies können einfache Regeln sein,
welche die Plausibilität von Parameterkombinationen überprüfen, oder
auch ein Systemmodell, welches analytische Abhängigkeiten nutzt und
errechnete Werte im Sinne eines Beobachters für einen Vergleich zur Ver-
fügung stellt. Ist ein Fehler erkannt worden, können die gleichen berech-
neten Werte zu seiner Kompensation genutzt werden. Eine zusätzliche
Qualitätsbetrachtung der realen Mess- und der errechneten Ersatzwerte
erlaubt es dem Agenten, die Konsequenzen für einen weiteren Betrieb ab-
zuschätzen. Ist die Toleranz der Vorgaben an den Agenten ausreichend
groß, kann das System mit einer angepassten Steuerstrategie weiter be-
trieben werden; falls nicht, ist das System sicher herunterzufahren.
Der Agent ist jederzeit in der Lage, die aktuelle Situation im Hinblick auf
die Qualität der zugrunde liegenden Informationen zu beurteilen und sein
Verhalten anzupassen. Die Bestimmung der Messqualität realer Sensoren
erlaubt es zudem, den Betrieb einer Anlage an eine sich verschlechtern-
de Situation kontinuierlich anzupassen und damit, zugunsten einer
gleichbleibend hohen Ausfallsicherheit und einer ausreichenden Produkt-
qualität, die Produktionsleistung zu drosseln.
Universität Kassel, Embedded Systems www.es.eecs.uni-kassel.de
flexiblerEntwurf
statischerEntwurf
Leistung
Betriebsdauer
technisch möglich
Berücksichtigung derPräzision von Aktorikund Sensorik
Berücksichtigung vonPräzisionsverlusten
Leistungsgewinn
Verlust an Präzisionzur Laufzeit
Sicherheitsgewinn
Verletzung derSicherheitsanforderungen
sicherer Ausfall
Abb. 3: Toleranzbänder der Anforderungen und Ausfall eines Distanzsensors
Abb. 4: Reduktion der Leistung zugunsten der Ausfallsicherheit
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 46
47 ETGPC-Control 01 | 2009
r
er
uer
Ebenfalls einstimmig wurde die neue
Conformance Test Policy verabschiedet. Sie
regelt das Test- und Zertifizierungsverfah-
ren der EtherCAT Technology Group. Her-
steller von EtherCAT-Geräten werden zur
Konformität mit den Protokollstandards
verpflichtet, um die Interoperabilität der
Geräte zu gewährleisten. Mit dem Confor-
mance Test Tool überprüfen die Hersteller
die Geräte zunächst im eigenen Entwick-
lungslabor auf die Übereinstimmung mit
den Spezifikationen. Die Erfahrung mit an-
deren Feldbusstandards zeigt, dass jeder
Anbieter ein solches Tool samt Updates in
der eigenen Entwicklungsabteilung zur
Verfügung haben muss: Nur so wird er-
möglicht, dass auch jede zukünftige Firm-
wareänderung im Zuge des internen Frei-
gabeprozesses dem dann jeweils aktuellen
Test unterzogen wird. Zusätzlich zum In-
house-Test bietet die ETG erweiterte Tests
im offiziellen Testcenter an. Das erste ist
seit Herbst 2008 in Nürnberg in Betrieb, ei-
nes ist in Japan in Vorbereitung und wei-
tere werden folgen. Erst der bestandene
Test im offiziellen Testcenter berechtigt zu
einem Konformitätszertifikat, das von der
ETG ausgestellt wird. Die ETG lädt Endan-
wender ein, die Zertifikate bei der Auswahl
der EtherCAT-Produkte zu berücksichtigen.
Im vergangenen Jahr hat die EtherCAT
Technology Group 252 neue Mitglieder
hinzugewonnen, mittlerweile sind es über
900 aus 45 Ländern. Weiterhin gewinnt
der Verband im Schnitt ein neues Mitglied
je Arbeitstag, das Wachstum geht nach wie
vor ungebremst weiter. Die meisten Mit-
glieder kommen aus Deutschland, gefolgt
von den USA und Japan.
ETG-Vorstand im Amt bestätigtDie Mitgliederversammlung der EtherCAT Technology Group hat den Vorstand einstimmig im Amt bestätigt. Mit Dr. Peter Heidrich (Baumüller), Erich Hutflesz (Schuler SMG) und Martin Rostan (Beckhoff) sind sowohl Anbieter von EtherCAT-Geräten und -Systemen als auch deren Anwender im Vorstand vertreten, der damit für weitere zwei Jahre gewählt ist.
Die Safety-over-EtherCAT-Technologie hat einen der drei GIT-Sicherheits-
Awards 2009 in der Kategorie Sichere Automatisierung gewonnen.
Nominiert wurde Safety-over-EtherCAT von einer Jury aus Sicherheits-
experten von TÜV, BGIA, VDMA und ZVEI, gewählt wurde die Technolo-
gie von den Lesern der Zeitschriften „Sicherheit + Management“ und
„MessTec & Automation“. Safety-over-EtherCAT war die einzige siegrei-
che Sicherheitstechnologie, alle anderen Preisträger waren Produkte.
Martin Rostan, Executive Director der ETG, nahm den Preis im Rahmen
einer Feierstunde von Dr. Volker Oestreich entgegen – der Redakteur im
GIT-Verlag, der als ehemaliger PNO-Geschäftsführer eine besondere Be-
ziehung zu den Bustechnologien hat.
ETG-Vorstand (von links): Dr. Peter Heidrich (Baumüller),
Erich Hutflesz (Schuler SMG) und Martin Rostan (Beckhoff)
Safety-over-EtherCAT gewinnt Sicherheits-Award
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 47
Der Standard IEC 61800-5-2 definiert sicherheitsrelevante Funktionen für
Antriebe. Mit diesen Funktionen ist ein sicheres Stoppen des Antriebs,
z.B. Safe Torque Off (STO) oder Safe Stop 2 (SS2), oder eine sichere Über-
wachung der Bewegung, z. B. die sicher begrenzte Geschwindigkeit (SLS),
realisierbar. Hierdurch können gefahrbringende Bewegungen bei der In-
betriebnahme einer Maschine oder bei einem zyklischen manuellen Ein-
griff vermieden oder sicher begrenzt werden.
Zur Ansteuerung und Konfiguration dieser antriebsintegrierten Sicher-
heitsfunktionen wird in der ETG nun das Safety-over-EtherCAT-Protokoll
um ein sicherheitsrelevantes Geräteprofil für Antriebe (Safety Drive Pro-
file) erweitert.
Angelehnt an die Funktionen, die in der IEC 61800-5-2 definiert sind, wird
ein Steuerwort spezifiziert, das die separate Aktivierung dieser Funktio-
nen im Antrieb ermöglicht. Jede Funktion wird dabei über ein Bit im Steu-
erwort repräsentiert. Ob eine Sicherheitsfunktion im Antrieb gerade an-
gewählt ist und die Grenzen einhält, wird über das sichere Statuswort an
die überlagerte Logik zurückgemeldet.
Die Definition eines einheitlichen Steuer- und Statusworts ermöglicht es
dem Anwender, Antriebe verschiedener Hersteller auf die gleiche Art und
Weise an seiner Sicherheitssteuerung zu betreiben. Damit wird die Viel-
falt von Funktionsbausteinen in der Steuerung verringert und der Betrieb
vereinfacht.
Die Parametrierung der sicherheitsrelevanten Antriebsfunktionen wird
ebenfalls im Profil standardisiert. Typische Implementierungen der in der
Norm nur sehr allgemeingültig definierten Funktionen werden betrachtet
und die notwendigen Parameter beschrieben. Somit entsteht ein Objekt-
verzeichnis und der Anwender erhält ein einheitliches, implementierungs-
und herstellerunabhängiges Verständnis für die hinterlegte Funktion im
Antrieb.
Die EtherCAT Technology Group strebt an, die Nutzung des Safety Drive
Profiles – das vom Aufbau her unabhängig vom verwendeten Sicherheits-
Bussystem ist – auch anderen interessierten Organisationen bzw. Tech-
nologien zu ermöglichen.
EtherCAT Technology Group entwickelt Safety-Antriebsprofil Heutige Antriebsprofile decken sicherheitsgerichtete Funktionen nicht ab.Um diese Lücke zu schließen, wird in der ETG ein Safety-Antriebsprofil ent-wickelt. Damit kann die Safety-Funktionalität von EtherCAT-Antrieben mitCiA402 (CANopen)- oder Sercos-Antriebsprofil herstellerunabhängig parame-triert und angesteuert werden.
48 ETG PC-Control 01 | 2009
PCc_1-09_DE_250309.qxp 25.03.2009 13:57 Uhr Seite 48
Vom 25. – 27. November 2008 hat Beckhoff
auf der SPS/IPC/DRIVES in Nürnberg sein
komplettes Produktspektrum der PC-ba-
sierten Steuerungstechnik gezeigt. Mit
über 48.000 Besuchern war die Nürnberger
Messe bestens besucht. Beckhoff hat auf
1000 qm neben den Technologieforen IPC,
I/O, Motion, Automation und Solutions
eine Vielzahl von Produktneuheiten prä-
sentiert.
„Industrial PC Solutions for IT and Automation“
war das Motto auf dem Beckhoff-Stand auf der
CeBIT 2009. Auf über 200qm zeigt Beckhoff
seine Produkt- und Branchenlösungen aus den
Bereichen Industrial-IT, Industrial Communica-
tion und Gebäudeautomatisierung.
PC-Control 01 | 2009
Messe-Reviews
CeBIT
Embedded World
Anuga FoodTecErstmalig präsentierte Beckhoff im März 2009 auf der Anuga
FoodTec in Köln, Deutschland, seine Automatisierungs- und
Branchenlösungen für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie.
Mit PC-Control von Beckhoff lässt sich der gesamte Verarbeitungs-
prozess mit einer einheitlichen Steuerungsplattform automa-
tisieren: in der Getränkein-
dustrie von Kunststoffma-
schinen z.B. zur Herstellung
von PET-Flaschen bis zur Ab-
füllanlage; sowie im Bereich
Lebensmittel von der Pro-
duktion der Verpackungsfo-
lien mittels Extruder bis zur
vollständigen Verpackungs-
linie.
Embedded Automation auf der
Embedded World: Im Fokus stan-
den auf der Nürnberger Messe die
Produktneuheiten rund um Intels
kleinste x86-CPU Atom™: Durch die
geringe Prozessorverlustleistung
bauen diese neuen Industrie- und
Embedded-PC-Serien extrem klein.
Impressionen und Videos zur
SPS/IPC/DRIVES 2008 siehe unter:
www.beckhoff.de/sps
SPS/IPC/DRIVES 2008
49 events
PCc_1-09_DE_250309.qxp 16.10.2009 18:20 Uhr Seite 49
Europa
Deutschland
Hannover Messe
20.–24. April 2009
Hannover
Halle 9, Stand F06
www.hannovermesse.de
Cisco Expo
28.–29. April 2009
Hannover
Achema
11.–15. Mai 2009
Frankfurt
Halle 10.2, Stand K36-N38
www.achema.de
Ligna
18.–22. Mai 2009
Hannover
Halle 19, Stand D20
www.ligna.de
Motek
21.–24. September 2009
Stuttgart
www.motek-messe.de
FachPack
29. September – 01. Oktober 2009
Nürnberg
www.fachpack.de
Forum Maschinenbau
04.–06. November 2009
Bad Salzuflen
www.forum-maschinenbau.com
SPS/IPC/Drives
24.–26. November 2009
Nürnberg
www.mesago.de/SPS
Österreich
Smart Automation
07.–09. Oktober 2009
Linz
www.smart-automation.at
Schweiz
EasyFairs Verpackung
22.–23. April 2009
Zürich
Halle 1, Stand 0:10
www.easyfairs.com
Go.automation technology
01.–04. September 2009
Basel
www.go-automation.ch
Belgien
Maintenance
06.–07. Mai 2009
Namür
Stand 1114
www.easyfairs.com
Messetermine 2009
Buildings of Belgium
27.–28. Mai 2009
Brüssel
Stand 1000
www.easyfairs.com
ECL Brussels
23.–24. September 2009
Brüssel
Halle 4, Stand 1061
www.easyfairs.com
Mocon Hydromech
14.–15. Oktober 2009
Brüssel
Halle 7, Stand 7025
www.easyfairs.com
Dänemark
Hi-Industri
01.–04. September 2009
Herning
www.hi-industri.dk
Finnland
Automaatio
23.–25. September 2009
Helsinki
www.finnexpo.fi/automaatio
Frankreich
Building Innovations Sud Ouest
09.–10. Juni 2009
Toulouse
Stand C2
www.easyfairs.com
Building Innovations Rhone-Alpes
07.–08. Oktober 2009
Lyon
Halle 3, Stand E3
www.easyfairs.com
Italien
Save
20.–22. Oktober 2009
Verona
www.exposave.com
Norwegen
EuroExpo
01.–02. April 2009
Drammen
www.euroexpo.se
EuroExpo
09.–10. September 2009
Porsgrunn
www.euroexpo.se
Polen
Automa
19.–21. Mai 2009
Poznan
automa.mtp.pl
Protech
18.–19. November 2009
Wroclaw
www.targi-protech.pl
Russland
PTA
22.–24. September 2009
Moskau
www.pta-expo.ru/moscow
Hi-Tech Building & House
21.–23. Oktober 2009
Moskau
www.hitechhouse.ru
PC-Control 01 | 200950 events
PCc_1-09_DE_250309.qxp 16.10.2009 18:20 Uhr Seite 50
Automation
02.–04. Dezember 2009
Sankt Petersburg
www.en.farexpo.ru/ais2009
PTA Ural
08.–10. Dezember 2009
Jekaterinburg
www.pta-expo.ru/ural
Schweden
EuroExpo
18.–19. März 2009
Skellefteå
www.euroexpo.se
EuroExpo
26.–27. August 2009
Sundsvall
www.euroexpo.se
Scanautomatic
13.–16. Oktober 2009
Stockholm
www.scanautomatic.se
EuroExpo
25.–26. November 2009
Luleå
www.euroexpo.se
Spanien
Hispack
11.–15. Mai 2009
Barcelona
www.hispack.com
Asien
China
Industrial Control Automation
& Instrument Expo
16.–18. April 2009
Wuhan
www.regius.com.cn
Automation & Instrument
Exhibition
23.–25. April 2009
Chengdu
www.aii.com.cn
Instrumentation and
Automation Expo
07.–09. Mai 2009
Hangzhou
Chinaplas
18.–21. Mai 2009
Guangzhou
www.chinaplasonline.com
Wind Power Asia
08. –10. Juli 2009
Peking
www.windpowerasia.com
Propak China
15.–17. Juli 2009
Shanghai
www.propakchina.com
Industrial Automation &
Instruments Exhibition
20.–23. August 2009
Qingdao
www.zd-yiqi.com
China Wind Power
21.–23. Oktober 2009
Peking
www.chinawind.org.cn
Industrial Automation Show
03.–07. November 2009
Shanghai
www.industrial-automation-show.com
Korea
Kormarine
21.–24. Oktober 2009
Busan
www.kormarine.net
Nordamerika
Kanada
Machine Automation
Safety Congress
20.–21. April 2009
Toronto
Stand 330
ISA Calgary
22.–23. April 2009
Calgary
Stand 531
www.petroleumshow.com/ISA
PackEx
05.–07. Mai 2009
Toronto
Halle 3, Stand 3333
www.packextoronto.com
Canadian Manufacturing
Technology Show
19.–22. Oktober 2009
Toronto
Stand 4010
www.cmts.ca
USA
Windpower
04.–07. Mai 2009
Chicago
Stand 2612
www.windpowerexpo.org
Del Mar Electronics Show
06.–07. Mai 2009
San Diego
Stand 706
www.vts.com/delmar
ATX East
09.–11. Juni 2009
New York
Stand 3317
www.devicelink.com/expo/atxe08
National Plastics Expo
22.–26. Juni 2009
Chicago
Stand 98044
www.npe.org
Semicon West
14.–16. Juli 2009
San Francisco
Stand 1547
www.semiconwest.org
AWFS Fair
15.–18. Juli 2009
Las Vegas
Stand 1753
www.awfsfair.org
Pack Expo
05.–07. Oktober 2009
Las Vegas
Hall S, Stand 5357
www.packexpo.com
Isa Expo
06.–08. Oktober 2009
Houston
Stand 1701
www.isa.org/expotemplate.cfm
Fabtech
15.–18. November 2009
Chicago
Stand 1300
www.fmafabtech.com
Weitere Messetermine der weltweiten Tochter- und
Partnerfirmen finden Sie unter: www.beckhoff.de/messe
PC-Control 01 | 2009 51 events
PCc_1-09_DE_250309.qxp 16.10.2009 18:20 Uhr Seite 51
www.beckhoff.de www.pc-control.net
Nr. 1 | April 2009
PCc_1-09_DE_250309.qxp 16.10.2009 18:20 Uhr Seite 52