Automatisierungslösungen für die digitale Zukunft

Baumüller stellt auf der diesjährigen SPS-Messe neue Produkte und Erweiterungen für Automatisierungslösungen vor, die die digitale Zukunft weiter vorantreiben. Das Unternehmen zeigt an verschiedenen Stationen clevere Motorkonzepte, intelligente Antriebsfunktionen und leistungsstarke Steuerungsplattformen. Im Bereich Industrie 4.0 wird die Konnektivität und Interoperabilität der Komponenten via OPC UA sowie die Cloud-Konnektivität präsentiert.

Baumüller erweitert seine Komponenten um weitere IoT-Funktionalitäten. So ist eine Vernetzung und Steuerung von Maschinen und Maschinenmodulen bis hin zu einzelnen Automatisierungskomponenten möglich. Mit den neuen Funktionen können Daten direkt an der Maschine gesammelt, vorverarbeitet und an weitere Endgeräte beziehungsweise die Cloud ausgegeben werden. Mit ihr werden umfangreiche und komplexe Datenanalysen möglich, um Industrie 4.0-Anwendungen, wie Predictive Maintenance, zu ermöglichen. Gleichzeitig können neue Geschäftsmodelle wie „x per use“ realisiert werden. Individuelle Parametrierungen zur Analyse von Daten bis hin zur Erstellung eigener Dashboards können direkt auf der Komponente vorgenommen werden. Durch den verfügbaren MQTT-Baustein lassen sich Daten in verschiedene Clouds einlesen - unabhängig vom jeweiligen Cloud-Anbieter.

Ebenfalls enthalten ist ein OPC UA-Baustein, mit dem die Interoperabilität auf Maschinenebene sicher gestellt ist. Mit Node-Red verfügen die Komponenten über eine grafische Parametrieroberfläche (Flow-Based), so können Daten direkt an der Maschine analysiert, weiterverarbeitet und visualisiert werden. Es können Daten von Devices verschiedener Hersteller verarbeitet werden. Daten von Baumüllerprodukten, wie eines B Maxx-Umrichters, können parallel zum Feldbus über das interne Protokoll und damit über die Service-Schnittstelle ausgegeben werden. Die erweiterten Funktionen ermöglichen die Konnektivität von Baumüller-Geräten, wie etwa dem B Maxx PCC04, via OPC UA mit anderen Automatisierungskomponenten.

Die Umrichterfamilie B Maxx 5000 verfügt über hochperformante Leistungsteile, flexible Erweiterbarkeit und ein durchgängiges Kommunikationskonzept. Mit der Neuauflage überarbeitet Baumüller seine Anreihtechnik und macht diese leistungsstärker und flexibler für den Kundeneinsatz. Durch zahlreiche Hardware- und Software-Optionen können Kunden und Applikationsanforderungen künftig noch granularer bedient werden. Beispielsweise kann die Anzahl der sicheren I/Os an die jeweiligen Voraussetzungen der Applikation angepasst werden.

Darüber hinaus werden im B Maxx 5300 neue Sicherheitsfunktionen integriert, zum Beispiel die Übermittlung der sicheren Position über FSoE an eine übergeordnete Safety-Steuerung. Diese Funktion setzt eine sichere Raumüberwachung sowie Kollaboration mehrerer Achsen um, beispielsweise in Robotik-Anwendungen. Mit den neuen Geräten sind höhere Genauigkeiten hinsichtlich der Geberauflösungen möglich. So hat das Gerät beim Einsatz von Sicherheitstechnik mit einem einfachen Resolver eine Geschwindigkeitsauflösung unter 1 U/min. Diese hohe Positions- und Geschwindigkeitsgenauigkeit ist insbesondere für hochdynamische Applikationen, wie bei Textilmaschinen oder Handlingsystemen wichtig. Ein weiterer Vorteil ist die schnellere Reaktionszeit auf Ereignisse: Beispielsweise wird beim Auslösen der Sicherheitsfunktion STO der Regler mit einer Zeitverzögerung von kleiner 1 ms momentenlos geschalten. Die neuen Generation der Anreihtechnik implementiert zudem den ETG-Standard für die FSoE-Kommunikation. So können die B Maxx-Umrichter auch leicht an übergeordnete Safety-Steuerungen anderer Hersteller angebunden werden.

Die intelligenten Umrichter der Baumüller Familie B Maxx 5000 mit integrierter Softdrive PLC ermöglichen Datenanalysen direkt im Drive. So können logische Verknüpfungen nicht nur parametriert, sondern auch programmiert werden. Ein Beispiel: Schwingen der Regelkreise aufgrund von Resonanzfrequenzen. Eine dynamischere Einstellung minimiert diese Schwingung und steigert die Produktivität. Auch Schwingungen in der Mechanik filtert der intelligente Umrichter heraus. Zahlreiche Reglerfunktionalitäten sind in die Baureihen integriert, um das System noch effizienter und intelligenter zu machen. Funktionalitäten, wie der Getriebeschutz, die Adaptierung der Reglerparameter, Fehlerreaktionen oder auch das Monitoring der thermischen Pumpenauslastung über ein Temperaturmodell sorgen für niedrigere Servicekosten, kürzere Stillstandszeiten und niedrigere Systemkosten.

• Adaptive Druckvorsteuerung

Sie ist eine wesentliche Verbesserung der Softwaremodule der Regelungsfunktion in der neuen Servopumpen-Software-Version V2+. Der intelligente Regelalgorithmus passt sich adaptiv verschiedenen Druckanstiegsgeschwindigkeiten an, das heißt die Parametrierung muss nur einmal eingestellt werden und wird dann automatisch ausgeregelt. Die Software ermöglicht einen überschwingfreien Drucksprung in Minimalzeit und sorgt so für einen optimierten Prozessablauf. Da sich die entsprechenden Parameter mit einem Regeltakt von 125 μs während des Produktionsprozesses automatisch nachstellen, erreicht die adaptive Regelung eine Eliminierung beziehungsweise eine hohe Reduktion von Drucküberschwingern. Der benötigte Druckwert stellt sich dadurch ganz automatisch mit geregeltem Übergang ein.

• Verschiedene Schutzfunktionen

Damit der Verschleiß von stark belasteten Teilen der Servopumpe nicht die Qualität der Endprodukte beeinflusst und zudem die Maschinenkomponenten geringer belastet werden, hat Baumüller die neue Software-Version V2+ der Servopumpe um verschiedene Schutzfunktionen erweitert. So wird zum Beispiel die Pumpenauslastung im stark beanspruchten Druckhaltebetrieb standardmäßig überwacht. Sollte das Temperaturmodell auf eine thermische Überlast hinweisen, öffnen sich die Bypass-Ventile automatisch zum Abtransport des überhitzten Öls. Die Servopumpe wird so lange gekühlt bis sie wieder die Normaltemperatur erreicht hat.

• Leckage-Kennlinie

Ein weiterer Pluspunkt des Monitorings betrifft die Leckage-Kennlinie. Diese kann bei der neuen Version zusätzlich erfasst und mit Referenzdaten abgeglichen werden. Dies erleichtert die Diagnose und ein Verschleiß oder gar ein notwendiger Austausch der Ventile und Dichtungen kann schneller erkannt werden.

Die Umrichterreihe B Maxx 5000 umfasst Einspeise- und Rückspeiseeinheiten sowie Achseinheiten, die sich durch ein integriertes Drive-Connect-System schnell und einfach kombinieren lassen. So profitiert der Maschinenbauer vom geringen Installationsaufwand und kurzen Inbetriebnahme- und Servicezeiten. Die Umrichter sind in den Kühlarten Luft, Wasser und Öl verfügbar und verfügen über eine hohe Leistungsdichte und einem geringen Bauraum. Die Einspeiseeinheiten wurden nun um Leistungen bis 300 kW erweitert. Sie kommen für dynamische Bewegungen in Frage, wie das Öffnen und Schließen des Spritzgusswerkzeugs oder für den Umformprozess bei Servopressen, wo kurzfristig hohe Spitzenleistungen benötigt werden. Die großen Achsen mit 420 A Spitzenstrom sind für dynamische Höchstleistungen geeignet.

Virtuelles Konfigurieren und Testen von Automatisierungssystemen: Die neu entwickelte Software Pro Simulation ermöglicht Kunden den Sofort-Einstieg in die Simulationswelt. Das neue Tool vereinfacht die virtuelle Auslegung, Optimierung und Inbetriebnahme von Maschinen und Anlagen. Je nach Erfahrungslevel können Kunden entweder mit Hilfe der Basis-Bibliothek schnell eigene Simulationen und Anwendungsfälle aufbauen oder existierende Software-Modelle aufgrund offener Schnittstellen importieren. Vorteile von Pro Simulation sind die Zeit- und Kostenersparnis bei der Entwicklung und Inbetriebnahme neuer Maschinen und Anlagen, sowie die Optimierung bestehender Maschinen. Darüber hinaus kann im Unternehmen für die Zukunft benötigtes Simulations-Know-how und damit Kompetenz in den Bereichen Industrie 4.0 und Digitaler Zwilling aufgebaut werden.

Pro Simulation erweitert den Funktionsumfang der Software Pro Drive, mit der eine einfache und schnelle Inbetriebnahme, Parametrierung und Bedienung der B Maxx Umrichterfamilie möglich ist. ProSimulation ermöglicht die virtuelle Parametrierung zur Optimierung des Maschinenverhaltens. Für die Industrie ein echter Mehrwert, denn aufgrund immer kürzerer Entwicklungszyklen im Maschinenbau lassen sich innerhalb kürzester Zeit Neuerungen - auch offline – testen. Dies bedeutet eine zukunftsgerichtete Weichenstellung für eine optimale Entwicklung.

Baumüller erweitert sein Servomotoren-Portfolio um die wassergekühlten Modellgrößen 45 und 56. Mit platzsparendem Einbau und gleichzeitig hoher Leistungsdichte kommen bei den kleinen Baugrößen die Vorteile der Wasserkühlung zur Geltung. Diese ermöglicht, dass für hohe Nennleistungen Motoren mit sehr kompaktem Bauraum eingesetzt werden können. Dies bedeutet für den Maschinenbauer optimale mechanische Eigenschaften, geringere Kosten und bessere Wirtschaftlichkeit. Neben der Kostenersparnis bringen die kleinen wassergekühlten Baugrößen aber auch in Bezug auf den Bauraum noch weitere Vorteile mit sich:

• Die Gehäusefamilie ist bezüglich Außenabmessungen baugleich mit einer ungekühlten Variante – bietet jedoch mehr Leistung.
• Sie verbindet dadurch den Vorteil maximaler Kühlung mit minimalen Motorenabmaßen.
• Weiterer Vorteil der Wärmeabfuhr durch das Kühlmedium Wasser ist, dass die Motoren auch bei engem Verbau nebeneinander gesetzt werden können, ohne sich gegenseitig aufzuheizen.

Als Unternehmensgruppe deckt Baumüller neben der Entwicklung und Herstellung von Automatisierungskomponenten zahlreiche Serviceleistungen für den Maschinen- und Anlagenbau sowie für Maschinenbetreiber ab. Beginnend bei der Projektierung, Konstruktion und Engineering über die Montage und Inbetriebnahme, den Service bis hin zu Instandhaltung, Retrofit und Verlagerung bietet Baumüller damit Unterstützung über den gesamten Lebenszyklus von Maschinen und Anlagen hinweg. Im Bereich Smart Services bietet das Unternehmen Beratungs- und Serviceleistungen für Fernwartung, Diagnose und vernetzte Fertigung und bringt hier unter anderem mit seinen Tochterunternehmen Baumüller Reparaturwerk und Baumüller Anlagen-Systemtechnik lange Erfahrung im Service, dem Monitoring und der Optimierung von Automations- & Antriebssystemen mit.