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Maschinenmodularisierung: Motion Control aus dem Baukasten heraus

Fortsetzung des Artikels von Teil 3.

Modulwechsel mit wenigen Klicks

In diesem Kontext wird es auch darum gehen, wie sich modulare Projekte künftig ohne aufwendige Software-Anpassungen realisieren lassen. Damit ein „Mal kurz raus – und dann wieder schnell rein“ eines Moduls in der ­Praxis mit wenigen Klicks möglich ist, sind konfigurierbare Maschinenkonzepte gefragt. Das heißt: Je nach Ausführung eines Maschinentyps wird die endgültige Ausbaustufe durch einen Konfigurator festgelegt, in dem sich bestimmte Funktionalitäten und damit Module wahlweise zusammenstellen lassen. Ergo müssen beispielsweise Busarchitekturen darauf vor­bereitet sein, dass hier bestimmte Module und damit Busteilnehmer op­tional hinzugefügt oder auch eliminiert werden können.

Integration der Module in der Maschine, Lenze Bildquelle: © Lenze

Auf Standards basierende Schnittstellen und Technologien sichern eine einfache, herstellerübergreifende Integration der Module in der Maschine und in die Linie.

Was heißt das in der Praxis? Bei klassisch konzipierten Bussystemen müssen Entwickler vorher wissen, welche Teilnehmer an Bord sind und auf welchem Platz sie sitzen. Das wiederspricht aber der geforderten Flexibilität eines modularen Maschinenbaus. Fehlt nämlich ein Teilnehmer, geht der Bus auf Fehler, wenn er nicht entsprechend neu konfiguriert wurde. Das macht die Modula­risierung in diesem Bereich so aufwendig. Um dem entgegenzuwirken, hat beispielsweise Lenze nun die Funktion ‚Optionale Teilnehmer‘ in Ethercat integriert. Mit diesem Prinzip sind Anwender in der Lage, die größte Grundkon­figuration anzunehmen – und daraus durch Aus- oder Abwahl eine kunden­individuell abgespeckte Variante zu definieren. Dieses Verfahren spart einerseits Zeit und macht andererseits den Weg frei für virtuelle Maschinen inklusive einer virtuellen Inbetriebnahme.

Beim Verfahren ‚Optionale Teilnehmer‘ kann die Identifikation der angeschlossenen Teilnehmer durch den Vergleich mit der Konfiguration erfolgen. Damit können bestimmte, zulässige Bustopologien flexibel mit einem einzigen Maschinenprogramm betrieben werden. Weiterhin ist es möglich, durch ein ‚Scannen‘ des tatsächlichen Ethercat-Netzwerkes eine Identifikation zu ermöglichen – und dann über Geräteparameter individuelle Erkennungsmerkmale abzufragen. Auf diese Weise lässt eine sehr große Anzahl möglicher Bustopologien mit einigen wenigen Regeln beschreiben. Das erhöht die Flexibilität für Erweiterungen oder Veränderungen und spart folglich wertvolle Engineering-Ressourcen während der Maschinenlebensdauer.
Das in die Master-Steuerung von Lenze implementierte Verfahren beruht auf dem bei der ETG standardisierten Verfahren ‚Second Slave Adress‘. Weil alle Ethercat-Teilnehmer über eine Datei in Klartext konfigurierbar sind (*.CSV-Datei), lassen sich unterschiedliche Ausbaustufen mit vorbereiteten Konfigurationen ohne Programmierkenntnisse erstellen.