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Referenz
Energieeffizienz und Durchsatz optimieren

Für ihre innovative Positionierregelung setzt die PSI Technics Ltd. auf den PFC200 und das echtzeitfähige Linux®-Betriebssystem.

In Positioniersystemen für Intralogistikanwendungen wie z. B. Krane und Regalbediengeräten steckt oftmals erhebliches Optimierungspotential – sowohl Durchsatz als auch Energieeffizienz lassen sich mitunter erheblich verbessern. Mit ARATEC bietet das mittelständische Unternehmen PSI Technics Ltd. hierfür eine Lösung: Auf Basis von Bewegungsprofilen verkürzt die ausgeklügelte Positionierregelung die Ein- und Auslagerungsvorgänge deutlich. Zur Berechnung der Algorithmen zur optimierten Fahrkurvenregelung entschieden sich die Verantwortlichen für den PFC200 von WAGO.

Ihre Vorteile mit der Steuerung PFC200:

  •  Programmierung gemäß IEC 61131-3

  • Kombinierbar mit Hochsprachen

  • SPS- und IT-Funktionen in einem Gerät

  • Vielfältige Schnittstellen, Funktionen und Einsatzbereiche

  • Hohe Cyber-Security-Standards (SSL, SSH, OpenVPN und Firewall)

  •  Laufzeitsystem für CoDeSys V2 und V3

  • Fernzugriffe über Mobilfunk

Eine optimierte Fahrkurvenregelung ist die Basis von ARATEC

Automatische Positioniersysteme spielen in vielen Bereichen von Produktion und Logistik eine wichtige Rolle, zum Beispiel in Fördersystemen oder Regalbediengeräten in der Intralogistik. Für solche Anwendungen entwickelt die PSI Technics Ltd. Lösungen, mit denen sich der Durchsatz erhöht, die Energieeffizienz verbessern und der Verschleiß verringern lässt. Basis von ARATEC, das sich für ein- bis dreiachsige Positioniersysteme eignet, ist eine optimierte Fahrkurvenregelung, die die kinematischen Besonderheiten der gesamten Anlage berücksichtigt. Das mittelständische Unternehmen aus dem rheinischen Urmitz hat dazu Algorithmen entwickelt, die unter anderem die Schwingungen des Systems erfassen und diese in die Regelung mit einfließen lassen. ARATEC arbeitet mit üblichen Sensoren, Steuerungen und Antrieben zusammen.

Hohe Anforderungen an die Rechenleistung

„Die Algorithmen der Regelungssoftware sind anspruchsvoll und werden überwiegend in der Programmiersprache C geschrieben. Sie bilden die Grundlage für unsere Lösungen“, erklärt Karl-Heinz Förderer, Gründer und Geschäftsführer von PSI Technics. Dementsprechend hoch ist mit 40 % auch der Anteil an Softwareentwicklern. „Anspruchsvolle Regelungsaufgaben sind jedoch nur das eine; um sie schnell ausführen zu können, benötigen wir eine entsprechend leistungsfähige Hardware“, sagt Bastian Zimmermann, der für die Softwareentwicklung bei PSI Technics verantwortlich ist.

Als Plattform verwendet man deshalb einen PFC200 von WAGO. „Ein ausschließlich auf CoDeSys basierender Rechner oder eine SPS wären deutlich zu langsam“, erläutert Softwareexperte Zimmermann die Entscheidung für den Controller mit echtzeitfähigem Linux®-Betriebssystem. Der kompakte PFC200 arbeitet mit einem Cortex-A8-Prozessor, der die von PSI Technics geforderte Rechenleistung aufbringt. Der Controller hat zwei ETHERNET-Schnittstellen und unterstützt standardmäßig weitere Feldbussysteme. Durch die Einbindung in das WAGO-I/O-SYSTEM 750 stehen zudem für praktisch alle Signaltypen die passenden I/O-Module zur Verfügung.

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Karl-Heinz Förderer ist von der Leistungsfähigkeit der neuen Hardwareplattform überzeugt.

Retrofit bestehender Anlagen

Ein großer Teil der Projekte, die PSI Technics realisiert, sind Retrofits. „Wenn bei älteren Anlagen – beispielsweise einem automatischen Lager mit Regalbediengeräten – unser System eingesetzt wird, erhöht der Kunde häufig den Durchsatz beträchtlich“, berichtet Geschäftsführer Förderer. Durch die optimierte Fahrkurvenregelung werden gleichzeitig die mechanischen Komponenten geringer belastet, was zu einem reduzierten Verschleiß führt. Außerdem sinkt der Energieverbrauch meist signifikant.

Bei einem Retrofit-Projekt bleibt die Steuerung – in der Regel eine SPS – bestehen. Auch die Umrichter und die übrigen Komponenten der Antriebstechnik müssen nicht zwangsläufig ausgetauscht werden. Die Positionierregelung ARATEC übernimmt die Steuerung der Antriebe und Bremsen und liest darüber hinaus die Signale der Positionsgeber direkt ein. Hierzu wird der PFC200 mit den passenden I/O-Modulen bestückt. „Wir verwenden zum Beispiel das SSI-Modul, mit dem wir die Signale von Drehgebern direkt aufnehmen können“, so Bastian Zimmermann.

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Bastian Zimmermann, der für die Softwareentwicklung bei PSI Technics zuständig ist, findet im WAGOI/O-SYSTEM 750 für jedes Signal das passende I/O-Modul.

Das WAGO-I/O-SYSTEM stellt passende Schnittstellen zur Verfügung

Die Anbindung an die übergeordnete SPS, die die Fahraufträge an die Positionierregelung schickt, erfolgt in den meisten Fällen über ETHERNET oder PROFIBUS. Die Antriebe werden häufig über CAN angesprochen. Sowohl für die Kommunikation auf der Automatisierungsebene als auch für die Datenübertragung ins Feld stellt das WAGO-I/O-SYSTEM die jeweils passenden Schnittstellen zur Verfügung. So können etwa analoge Ausgänge zur Sollwertvorgabe für Antriebe verwendet werden. Um den Verbrauch der elektrischen Energie zu erfassen, kommt hingegen das 3-Phasen-Leistungsmessmodul zum Einsatz. Mit ihm lassen sich neben den Energiewerten auch Kenngrößen für die Netzqualität messen. „Mögliche Netzrückwirkungen von Frequenzumrichtern können wir so erfassen“, sagt Zimmermann.

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Michael Radau, WAGO, und Karl-Heinz Förderer, PSI Technics (rechts): Die Unterstützung durch den technischen Außendienst von WAGO hat den Wechsel der Hardwareplattform deutlich vereinfacht.

Fazit

Der PFC200 wird seit Anfang des vergangenen Jahres für das ARATEC-System verwendet. „Während des Hardwarewechsels hat uns der technische Außendienst von WAGO optimal unterstützt“, erinnert sich Karl-Heinz Förderer. WAGO hat PSI Technics zunächst Leihgeräte zur Verfügung gestellt, um in ausführlichen Versuchsreihen die Hardware testen zu können. „Die Leistungsfähigkeit der Controller hat dabei auf ganzer Linie überzeugt. Auch die weltweite Verfügbarkeit war für uns ein wesentlicher Grund, auf den PFC200 als neue Plattform zu setzen“, sagt der Geschäftsführer abschließend: „Schließlich wird auch ARATEC von unseren Kunden auf der ganzen Welt eingesetzt.“

Ihre Vorteile mit der Steuerung PFC200:

  • Programmierung gemäß IEC 61131-3

  • Kombinierbar mit Hochsprachen

  •  SPS- und IT-Funktionen in einem Gerät

  •  Vielfältige Schnittstellen, Funktionen und Einsatzbereiche

  •  Hohe Cyber-Security-Standards (SSL, SSH, OpenVPN und Firewall)

  •  Laufzeitsystem für CoDeSys V2 und V3

  • Fernzugriffe über Mobilfunk

Autor: Michael Radau, Technischer Vertriebsberater, und Helmut Saal, Systemberater, bei der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG

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