TwinSAFE-Steuerungen: Modularität und Skalierbarkeit auf allen Ebenen - BECKHOFF
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Nr. 4 | November 2018 www.pc-control.net
16 | products
TwinSAFE-Steuerungen:
Modularität und Skalierbarkeit auf allen Ebenen
4 | interview 42 | worldwide
„Innovationsgenerator auf Peter Huber und Bystronic, Schweiz:
Hochtouren“ – Hans Beckhoff PC-based Control beim Retrofit des
im Interview Blechlagers für ein Laserschneidsystem
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2 contents PC-Control 04 | 2018
interview news products
4 | Hans Beckhoff im Interview 10 | SPS IPC Drives 2018 16 | TwinSAFE: Modularität und
mit Open Automation: Skalierbarkeit auf allen Ebenen
Innovationsgenerator auf Hochtouren
22 | EtherCAT-Messtechnikmodule
um kostengünstige Economyserie
ELM314x erweitert
12 | Neues Tochterunternehmen
in Taiwan gegründet
14 | Vorschau Frühjahrsmessen 2019
Ausbildung und Studium bei Beckhoff
15 | Messerückblicke 2018
PC-Control 04 | 2018
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contents 3
news worldwide
26 | SAP: Open Integrated Factory und 36 | Akka DNO und ZF Friedrichshafen, 48 |
Genesis Systems, USA:
OPC UA-Kommunikation live erleben Deutschland: Systemintegrierte Mess- PC Control optimiert Prüfung großer
technik für ein Automotive-Hardware- Bauteile für Luft- und Raumfahrt
in-the-Loop-Prüfsystem
ETG 42 | Peter Huber und Bystronic, Schweiz:
PC-based Control beim Retrofit des events
30 |
15 Jahre ETG – eine echte Blechlagers für ein Laserschneidsystem
Erfolgsgeschichte 52 | Messen und Events 2018/2019
31 |
EtherCAT: praxisbewährt und mit
klaren Anwendungsvorteilen
impressum
PC-Control – Redaktionsleitung: Bildnachweis: Design: www.a3plus.de
The New Automation Technology Magazine Frank Metzner aerodyn, Deutschland, S. 32
Druck: Richter Druck- und Mediencenter,
Doerfer Companies, USA, S. 33
Herausgeber: Projektleitung/Redaktion: Germany
Maturo, Deutschland, S. 35
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG Martina Fallmann
Sodecia GTAC, Kanada, S. 31 Auflage: 25.000
Hülshorstweg 20
Redaktion: Steffen Weigelt/Rolls-Royce, Deutschland, S. 35
33415 Verl/Germany
Gabriele Kerkhoff ZF Friedrichshafen, Deutschland, S. 36 – 37
Telefon: +49 (0) 5246 963-0
Stefan Ziegler
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4 interview PC-Control 04 | 2018
Innovationsgenerator
auf Hochtouren
Auf der SPS IPC Drives gibt es von Beckhoff wieder ein Feu-
erwerk an Innovationen, die vom Motion-Bereich über die
Steuerungstechnik bis zu EtherCAT reichen. Im traditionellen
Jahresgespräch im Vorfeld der Messe hat sich Ronald Heinze,
Chefredakteur der Open Automation, bei Geschäftsführer
Hans Beckhoff über die Neuheiten informiert.
Die neue VDMA-Studie „Führung und Innovation in Zeiten der Digitalisierung“
empfiehlt den Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, „ihre Fähig-
keit zu radikaler Innovation“ zu stärken. Benötigt wird demnach der „Zugang
zu neuen Perspektiven, Ideen und Arbeitsweisen“. Nun, wenn die Manager
aus dem Maschinen- und Anlagenbau die Fachmesse SPS IPC Drives besuchen,
sollten sie es nicht versäumen, den Messestand des Unternehmens Beckhoff
zu besuchen. Denn hier können sie viele Ideen und Plattformen für „radikale
Innovationen“ live in Augenschein nehmen.
Als „Querdenker“ der Automatisierungsbranche hat das Verler Unternehmen
von je her auf Innovationen gesetzt: PC-Control, Industrial-Ethernet-basierte
Kommunikation und lineare Transportsysteme wie XTS mögen heute vielleicht
selbstverständlich sein. Als Beckhoff mit diesen Technologien jeweils auf den
Markt kam, gab es noch viel Kopfschütteln unter den Experten.
Mittlerweile kennt die Branche allerdings den „Innovationsgenerator“ Beckhoff.
Die Technologien der offenen Automatisierungssysteme auf der Grundlage PC-
basierter Steuerungstechnik haben sich auf dem Markt durchgesetzt. „Wir nen-
nen die SPS IPC Drives ja immer die ‚Olympiade der Automatisierungstechnik‘ „Das stetige Wachstum des Unternehmens geht natürlich einher mit
und wie jedes Jahr freuen wir uns darauf, mit unseren Produkten in Nürnberg einem Ausbau der Kapazitäten aller Abteilungen des Unternehmens“,
an den Start zu gehen“, freut sich der Unternehmer. „Auch 2018 gibt es bei setzt Hans Beckhoff fort. Auch die Mitarbeiterzahl wächst und be-
Beckhoff wieder viele spannende Produktneuheiten – im Kleinen wie im Großen. trägt mittlerweile weit über 4.000. Hans Beckhoff: „Wir brauchen neue
„Wir unterscheiden evolutionäre und revolutionäre Entwicklungen und wir mei- Gebäude und haben in diesem Jahr zum Beispiel im Bereich der Pro-
nen, dass wir dieses Jahr zwei revolutionäre Produkte vorstellen.“ duktion unsere Flächen um 40.000 m2 durch Neubauten und Zukauf
erweitert. Diese Flächen werden nun sukzessive in Betrieb genom-
Erfolg durch Innovationen men.“ Besonders hervorzuheben ist der 11.000 m2 große Neubau im
Deutlich wird, dass wirtschaftlicher Erfolg und Innovationsfreude untrennbar Bereich EMS. „Hierdurch verdoppeln sich unsere Kapazitäten der primären
miteinander verbunden sind: „2018 ist ein weiteres gutes Wirtschaftsjahr für Fertigung“, schließt er an. „Pro Jahr investieren wir darüber hinaus aktuell
uns“, betont der Geschäftsführer. „Wir erwarten ein gutes Wachstum und wol- 65 Mio. Euro in Forschung und Entwicklung sowie etwa 5 Mio. Euro in die
len einen Weltumsatz von mehr als 900 Mio. Euro erreichen.“ Ausbildung unseres Nachwuchses.“
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Die permanent drehende Innovationsspirale wird begleitet von einer klaren Ex- berichtet Hans Beckhoff. „Wir denken, dass diese Baureihe gute Chancen
pansionsstrategie. „Wir investieren in den Ausbau unseres Vertriebs“, schließt der hat, den olympischen Wettbewerb im Bereich Kompaktheit und Leistungs-
Unternehmenschef an. „Hier ist das Ziel, jedes Jahr um 10 % zu wachsen.“ In vie- fähigkeit zu gewinnen. Die Baureihe haben wir vor zwei Jahren vorgestellt
len Ländern wurde daher die bestehende Vertriebsorganisation ausgebaut – durch und sie wurde von vielen Anwendern sofort als neue Standardbauform
neue Niederlassungen, aber auch durch personelle Verstärkung in den bestehen- akzeptiert und eingesetzt.“ Auch im Bereich der Embedded-PCs stellt das
den Niederlassungen. „Unsere Niederlassung in Taiwan hat das operative Geschäft Unternehmen mit der Baureihe CX52xx eine neue Leistungsklasse vor.
aufgenommen und Beckhoff Mexiko wurde gegründet“, ergänzt Hans Beckhoff. „Basierend auf der Intel®-Apollo-Lake-Technologie wird nicht nur die Aus-
führungszeit von Steuerungsprogrammen kürzer, es wird auch insbesondere
Interessante Neuheiten die Grafik-Performance angehoben“, ergänzt er.
Auf der Messe SPS IPC Drives werden alle Produktbereiche von Beckhoff mit
interessanten Neuigkeiten aufwarten. „Im Bereich Industrie-PC stellen wir mit Der Markt für Kleinsteuerungen ist – weltweit gesehen – viele Hundert-
dem C6032 ein weiteres Modell unserer Ultra-Kompaktbaureihe C60xx vor“, tausend Stück groß. Dabei sind die sogenannten Logikrelais noch nicht
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6 interview PC-Control 04 | 2018
eingerechnet. Die Steuerungstechnik von Beckhoff ist skalierbar – vom leis- Kommunikation in einem Kabel, stellen wir unsere größte Steckerbaugröße
tungsfähigen Industrie-PC bis zur Mini-SPS – und lässt sich optimal der Anwen- B40 vor“, setzt er fort. „Diese erlaubt es, sowohl EtherCAT als auch einen Drei-
dung anpassen. „Im Bereich der Highend-SPS sind wir perfekt aufgestellt, in der phasenwechselstrom von 72 A in einem Kabel zu übertragen.“
mittleren Leistungsklasse sehr gut“, so der Geschäftsführer.
15 Jahre EtherCAT
Eine wirkliche Kleinsteuerung mit TwinCAT 3 gab es bisher allerdings noch nicht. EtherCAT befindet sich in einem Jubiläumsjahr. „Im Jahr 2003 haben wir
Das wird sich zur SPS IPC Drives nun ändern. „Im Bereich der Kleinsteuerung EtherCAT auf der Hannover Messe vorgestellt“, erinnert sich der Unternehmer.
gibt es aus unserer Sicht eine große Ankündigung“, freut er sich. „Mit der Bau- „Damals hat es die Automatisierungsspezialisten überrascht und begeistert.
reihe CX7000 stellen wir eine sehr leistungsfähige und gleichzeitig sehr preis- Wir haben EtherCAT speziell für die Automatisierungstechnik, insbesondere für
werte CPU vor.“ In der Preiskategorie unter 200 Euro haben diese Steuerungen schnelle Automatisierungsaufgaben mit einem hohen Motion-Anteil spezifiziert
schon digitale und analoge I/Os mit an Bord und lassen sich über die bewährten und entwickelt. Gleichzeitig haben wir das System auf einfachste Handhabbar-
Beckhoff-I/O-Systeme Busklemmen und EtherCAT-Klemmen beliebig erweitern. keit hin optimiert.“ Ein normaler Ethernet-RJ45-Port am Rechner reichte nun
„Die Programmierung erfolgt aus der TwinCAT-3-Engineering-Umgebung. Damit aus, um auch komplexe Maschinen mit umfangreichen Prozessabbildern sicher
steht die äußerst komfortable und leistungsfähige TwinCAT-3-Welt der großen und schnell mit der CPU zu verbinden.
Steuerungen nun auch für Kleinsteuerungen zur Verfügung.“ Grundlage der
Kleinsteuerungsfamilie ist ein leistungsfähiger 32-Bit-ARM-Prozessor. „Für „Eine spezielle Kommunikationskarte für den Protokoll-Stack, wie sie zu der
Performance ist also gesorgt, unsere CX7000-Controller-Familie ist ein kleines Zeit durchaus üblich war, war plötzlich nicht mehr notwendig“, betont Hans
Leistungswunder“, so Hans Beckhoff weiter. Die neue Baureihe wird in Zukunft Beckhoff. „Viele Teilnehmer mit kleinen und großen Datenmengen von 2 Bit bis
sukzessive weiter ausgebaut. 64 kB können in einer Linienstruktur auf einfachste Art und Weise zusammenge-
schaltet werden, Adresseinstellungen werden hierfür nicht benötigt.“
Eine der Hauptproduktkategorien von Beckhoff ist der I/O-Bereich. „Auch hier
gibt es dieses Jahr wieder vielfältige Neuerungen“, setzt der Unternehmens- Diese Eigenschaften haben die Automatisierungswelt überzeugt und EtherCAT
inhaber fort. „So werden zum Beispiel die EtherCAT-Klemmen um eine 4-Kanal- zu einem weltweiten Standard und Erfolg gemacht. „Über 5.000 Unterneh-
Relaisklemme erweitert, die Energiemessklemmen enthalten zusätzliche Mess- men sind bis heute der EtherCAT Technology Group beigetreten“, weiß der
bereiche für Strom und Spannung. Um größere Entfernungen auch kupferbasiert Diplom-Physiker. „In vielen Ländern ist EtherCAT zu einem der meist genutzten
überbrücken zu können, stellen wir Buskoppler mit ‚Extended-Distance‘-Eigen- Automatisierungsstandards geworden.“ Bei allen technischen Vorzügen hat sich
schaften vor.“ Bis zu 300 m können so mit Kupferkabel überbrückt werden. Dies EtherCAT zudem auch als ungemein stabil erwiesen. „Die Protokolldefinition
sind Entfernungen, die unter anderem in der Prozessindustrie gebraucht werden. und die Umsetzung ist vor 15 Jahren so perfekt gelungen, dass seither keine
„Für unsere EtherCAT-P-Technologie, also die Übertragung von Leistung und Änderungen am EtherCAT-Protokoll notwendig wurden. Diese hohe Stabilität
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und weitere sogenannte Branch-Devices sind vorgesehen, um die komplette
100-MBit/s-Gerätevielfalt nahtlos in ein 1- oder 10-GBit/s-Netzwerk einzubin-
den.“ Die Zykluszeiten für Standard-SPS-Anwendungen werden kürzer und
komplexe Motion-Applikationen können mit noch mehr Achsen realisiert wer-
den, datenhungrige Geräte können direkt in ein EtherCAT-System eingebunden
werden. „Vision-Kameras oder Messtechnikgeräte mit hohen Sampleraten pro-
duzieren hohe Datenmengen, die nun auch in bekannter effizienter EtherCAT-
Weise mit kurzen Zykluszeiten eingelesen werden können.“
Hans Beckhoff freut sich: „Mit EtherCAT G und G10 erreichen wir neue
Performance-Level, die unseren Kunden helfen, die besten und performantes-
ten Maschinen der Welt zu bauen!“ Er weist aber auch deutlich darauf hin,
dass EtherCAT G und G10 nicht das erfolgreiche Standard-EtherCAT auf Basis
von 100 MBit/s ablösen soll. Beide Leistungsstufen seien als systemkonforme
Ergänzungen nach oben zu verstehen. So stellt Beckhoff für das Standard-
EtherCAT auch zwei neue Kommunikations-ICs vor, die sich durch ein schnelleres
Dateninterface, geringeren Energieverbrauch, aber auch durch Kompatibilität
zu den Vorgängern auszeichnen und die natürlich weltweit allen EtherCAT-
Geräteherstellern zur Integration in ihre Geräte zur Verfügung stehen.
Beckhoff setzt den konsequenten Ausbau der Ultra-Kompakt-IPC-Serie fort:
Der C6032 (rechts im Bild) bietet im Vergleich zum C6030 zusätzliche Schnittstellen.
und die Leistungsfähigkeit von EtherCAT ist die Basis für die Nutzung in den
Produktreihen vieler Automatisierungshersteller.“
„Nun ist Zeit für einen nächsten Schritt“, setzt Hans Beckhoff fort. Zur Nürn-
berger Messe hebt Beckhoff das Performance-Level von EtherCAT kräftig an
und stellt EtherCAT G und EtherCAT G10 vor. EtherCAT G nutzt die 1-GBit/s-
Übertragungsrate des Standard-Ethernets und EtherCAT G10 gar die 10-GBit/s-
Übertragungsrate. Gegenüber der jetzt vom Standard-EtherCAT benutzten Über-
tragungsrate von 100 MBit/s kann so die Übertragungsrate um den Faktor 100
erhöht werden! Diese gewaltige Steigerung in der Übertragungsrate führt auch
zu wesentlich mehr Datendurchsatz, wobei die Steigerungsrate hier auch von den
Durchlaufverzögerungszeiten und der gewählten Verbindungstopologie abhängt.
„EtherCAT zeichnet sich schon immer durch Leistung und Einfachheit aus“, führt
Hans Beckhoff aus und ergänzt: „Die Einfachheit behalten wir bei und die ohne-
hin herausragende Leistung von EtherCAT steigern wir noch einmal extrem! Und
dieser Leistungssprung wurde ohne Protokolländerung erreicht!“ Hans Beckhoff
erläutert weiter: „EtherCAT G/G10 ist voll kompatibel zum gewohnten EtherCAT.
Alle erprobten Prinzipien, wie z. B. ‚processing on-the-fly‘ oder ‚Distributed
Clocks‘ bleiben erhalten und erlauben zusammen mit der Geschwindigkeitsstei-
gerung noch leistungsfähigere Steuerungen zu realisieren.“
„EtherCAT und EtherCAT G/G10 lassen sich miteinander verschalten“, erklärt
der Geschäftsführer weiter. „Mit dem Koppler EK1400 kann z. B. ein ‚Branch‘
von 1 GBit/s auf 100 MBit/s realisiert werden. Das Branchkonzept mit einer
einfachen Branchverwaltung ermöglicht EtherCAT-Abzweige und Geschwindig-
keitsumsetzungen und erlaubt darüber hinaus die Parallelisierung von EtherCAT- Der Embedded-PC CX7000 ist als leistungsfähige und kostengünstige Kleinsteuerung
Segmenten. Letzteres ermöglicht zudem eine kräftige Reduzierung der Signal- mit der Softwaregeneration TwinCAT 3 nutzbar und lässt sich über Busklemmen oder
laufzeiten und damit der Kommunikations- und Zykluszeiten. „Dieser Koppler, EtherCAT-Klemmen beliebig erweitern.
| 8 interview PC-Control 04 | 2018 Auch die Echtzeitkommunikation über Standard-Ethernet ist für Beckhoff- „Kacheln“ gleiten knapp über Aluplatten und werden mittels der in ihnen Automatisierungstechnik eine interessante Option. Bereits 1996 hat Beckhoff integrierten Dauermagneten auf Abstand gehalten. Wandermagnetfelder, die mit einem hauseigenen Real-Time-Ethernet-Protokoll und dem Klemmen- in Planarmodulen erzeugt werden, sorgen für eine exakte und hochdynami- Buskoppler BK9000 Steuerungszykluszeiten von 1 ms erreicht. Die aktuell in sche Positionierung der Mover. „Ein Mover wird bis zu 1,5 kg transportieren. der Entwicklung befindliche TSN-Switch-Technologie, erlaubt vielen Ethernet- Es lassen sich aber zum Beispiel vier Mover miteinander verbinden, so dass basierenden Protokollen eine weiter verbesserte Echtzeitfähigkeit. Beckhoff sich das zu transportierende Gewicht erhöhen kann“, erläutert der Unter- unterstützt daher die aktuell intensiv diskutierte Etablierung von TSN als nehmenslenker. gemeinsame Technologiebasis aller Feldbusorganisationen. Die Kompatibilität von EtherCAT zu TSN zeigt Beckhoff mit dem Buskoppler EK1000, der es erlaubt Die Planarmodule sind 24 cm x 24 cm große Kacheln, die wie bei den bekann- EtherCAT-Segmente elegant und einfach an beliebige TSN-Switche anzuschlie- ten Keramikkacheln in einem Verbund verlegt und montiert werden können. In ßen. Der Koppler unterstützt die Übertragung von EtherCAT über ein geswitch- ihnen ist die gesamte Elektronik integriert, inklusive der Messtechnik und der tes Ethernet-Netzwerk und verbindet TSN (Time Sensitive Networking) mit dem EtherCAT-Kommunikation. „Für die Installation werden nur eine Stromver- breiten I/O-Spektrum der EtherCAT-Klemmen. Auf der Steuerungsebene und sorgung und der EtherCAT-Anschluss benötigt“, erläutert Hans Beckhoff. Die darüber können Maschinenbauer so die TSN-Standards und auf der Feldebene Montage geht sehr schnell und einfach. „Rollen müssen nicht platziert werden“, EtherCAT mit überlegener Performance nutzen. schließt er an. „Eine Wartung aufgrund von Abrieb entfällt.“ Schwebende Planarmover – Der „fliegende Teppich“ Die Möglichkeiten sind enorm: „Mehrere Mover können im Verbund als Forma- wird Wirklichkeit! tion fahren. Wenn gewünscht, überholen sie sich aber auch gegenseitig“, setzt Mit dem linearen Transportsystem XTS (eXtended Transport System) bietet er fort. Die Geschwindigkeiten erreichen beachtliche 4 m/s Beckhoff eine Antriebslösung, die es in dieser Form zuvor nicht gegeben hat – – bei sehr hohen Beschleunigungen. Gesteuert weil sie die Vorzüge zweier bekannter Antriebsprinzipien in einem System kom- wird die Lösung – wie gewohnt bei biniert. In eine ähnliche Richtung zielt nun die nächste Innovation. „Als absolu- Beckhoff – von TwinCAT. ten Messehit stellen wir den schwebenden Planarmotor – unseren ‚fliegenden „Hinter den Teppich‘ vor“, berichtet Hans Beckhoff: „Hierbei handelt es sich um einen zwei- dimensionalen Linearmotor, der schweben kann – sozusagen ein ‚fliegen- der Teppich‘.“ Diese mechatronische Lösung nutzt ebenfalls – wie auch XTS – Mover, die aber schweben. Diese 12 cm x 12 cm x 1,5 cm großen Beim Planarmotor handelt es sich um einen zweidimensionalen Linearmotor mit schwebenden Movern.
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interview 9
vielfältigen Möglichkeiten steckt eine hochkomplexe Mathematik“, betont 5G-basierter Kommunikation, da diese schnelle Reaktionszeiten verspricht.
Hans Beckhoff. Damit können sich eventuell auch steuerungstechnische Anwendungen
realisieren lassen.“
„Damit sind zahlreiche Applikationen umsetzbar“, so der Unternehmer. „Die
Planarmotoren ermöglichen eine Revolution z. B. für die Verpackungs- und die Beckhoff verfolgt schon fast seit Unternehmensgründung das Prinzip der
Montagetechnik.“ Sie funktionieren auch bei hohen Hygieneanforderungen PC-basierten Steuerungstechnik. „Dies bringt es mit sich, dass sowohl die
perfekt, da sich die Platten mit Folien überziehen und abwaschen lassen.“ Auch Steuerungs-Runtime als auch die Engineering-Umgebung auf dem PC imple-
in der Lagertechnik ermöglicht die Lösung neue Anwendungen. mentiert werden“, so Hans Beckhoff. „Auch jedes moderne 3D-CAD-System
läuft auf dem PC. Wir entwickeln nun eine TwinCAT-Simulator-Umgebung, die
Die digitale Transformation vorantreiben eine einfache Kopplung zwischen unserem Programmier- und Runtime-System
Hans Beckhoff ist überzeugt, dass der deutsche Maschinenbau auf dem Weg der TwinCAT und dem CAD-System auf dem gleichen PC vorsieht. Damit kann die
digitalen Transformation gut vorankommt: „Wir kennen kein anderes Land, das tatsächliche Maschinenbaukonstruktion mit der echten Steuerungssoftware
hier weiter ist.“ Er gibt zu bedenken, dass technologische Revolutionen im Be- getestet werden.“ Er kündigt an: „Wir werden noch ein gutes halbes Jahr bis
reich der Investitionsgüterindustrie auch Zeit brauchen. „Die vorangegangenen zum Release der Software benötigen. Wir denken, dass wir mit diesem Konzept
drei industriellen Revolutionen haben sich über Jahrzehnte hingezogen und so unseren Kunden eine fast perfekte Simulationsumgebung für den funktionalen
ein Jahrzehnt wird es auch mindestens bei der vierten industriellen Revolution Ablauf einer Maschine zur Verfügung stellen können.“
brauchen“, schließt er an.
Es bleibt also sichergestellt, dass auch im nächsten Jahr wieder Innovationen zu
Das Unternehmen verfügt laut seinem Geschäftsführer „über ein gut aus- erwarten sind. Der Innovationschampion arbeitet bereits heute intensiv daran,
gebautes Produktspektrum von Software und Hardware, das speziell auf auch zukünftig die vorderen Plätze zu belegen.
unsere Anwender im Maschinenbau abgestimmt ist“. Er setzt fort: „Aktuell
befasst sich unsere Entwicklungsabteilung u. a. mit der Evaluierung von Veröffentlichung aus der Open Automation 06/2018, VDE-Verlag, www.vde-verlag.de
wird im Markt gut angenommen und von unseren existierenden Kunden als
sinnvolle und einfach zu handhabende Erweiterung der Beckhoff-Technologie
gesehen. Zusätzlich erreichen wir damit natürlich auch neue Kunden.
Ronald Heinze: Investments von etablierten Firmen in Start-ups
sind gerade „en vogue“. Wie sind Sie hier engagiert?
Hans Beckhoff: Nun ist Beckhoff sicherlich als ein technologieorientiertes
Unternehmen bekannt und so sind wir stolz darauf, dass wir alle wichtigen
Technologien im eigenen Haus entwickeln. Alle Technologien, die Beckhoff be-
kannt und erfolgreich gemacht haben, sind hier im Unternehmen erdacht und
entwickelt worden. Denken Sie an das Prinzip der PC-basierten Steuerungstech-
nik, den Lightbus Ende der 1980er-Jahre, die Busklemme und TwinCAT Mitte der
1990er-Jahre, EtherCAT im Jahr 2003, das XTS-System in 2012. In diesem Jahr
gibt es auch wieder einige bahnbrechende Neuigkeiten. Also, wir bleiben bei
dem Prinzip, die Technologie im eigenen Haus zu erfinden.
Ronald Heinze: Als nächstes Hype-Thema hat sich die Künstliche
Intelligenz angekündigt. Was werden Sie auf diesem Feld bieten?
Hans Beckhoff: Wir halten KI für ein wichtiges, spannendes und faszinierendes
Drei Fragen an Thema, das vermutlich auch gerade für die Automatisierung von großer Bedeu-
Geschäftsführer Hans Beckhoff tung sein wird. Daher gibt es eine Arbeitsgruppe in unserem Unternehmen, die
erfolgreich neuronale Netzwerke trainiert und in unseren Produkten zum Einsatz
Ronald Heinze: Wie nehmen Kunden Ihre Bildverarbeitungstechno- bringt. Darüber hinaus haben wir in TwinCAT die MATLAB®/Simulink®-Toolkette
logie an? in unserer Echtzeit-Umgebung integriert. MATLAB®/Simulink® beinhaltet her-
Hans Beckhoff: TwinCAT Vision ist eine hervorragende Technologie, sie macht vorragende Libraries zum Thema KI, die damit performant in TwinCAT genutzt
unseren Kunden und auch unseren eigenen Ingenieuren viel Freude. Die Technik werden können.
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10 news PC-Control 04 | 2018
Als Neuheit präsentiert Beckhoff den konsequenten Ausbau Mit der neuen Economy-Serie ELM314x in der Sample-
der Ultra-Kompakt-IPC-Serie: Der C6032 bietet im Vergleich zum klasse 1 kSps erweitert Beckhoff das Produktspektrum seiner
C6030 zusätzliche Schnittstellen. EtherCAT-Messtechnikmodule um eine kostengünstige Variante.PC-Control 04 | 2018 news 11
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SPS IPC Drives 2018
Das gesamte Spektrum der smarten und digitalen
Automation – vom gegenwärtig Machbaren bis hin zur
Vision einer umfassend digitalisierten Industriewelt –
steht im Fokus der SPS IPC Drives. Beckhoff greift das
Thema einer digitalisierten, vernetzten Produktion auf
seinem Messestand auf. Neben dem kompletten Produkt-
und Systemangebot der PC- und EtherCAT-basierten
Steuerungstechnik werden Lösungen für IoT und Daten-
analyse vorgestellt. Mit den neuen Softwaremodulen
TwinCAT Vision und TwinCAT Speech werden die Steue-
rungsfunktionen von Maschinen und Anlagen durch
Sehen, Sprechen und Hören erweitert.
Erleben Sie auf dem Beckhoff-Messestand auf 1.800 m²
eine umfassende Technologiedemonstration sowie span-
nende Produktinnovationen.
weitere Infos unter:
www.beckhoff.de/sps
TwinCAT Speech ermöglicht die mehrsprachige Ein- Die neue Generation der Sicherheitssteuerungen setzt Mit dem Planarmotor stellt Beckhoff die nächste Motion-
und Ausgabe von Anfragen bzw. Informationen und konsequent auf Modularität und Skalierbarkeit und Revolution vor: Frei positionierbare Planarmover schweben
gestaltet die Interaktion mit dem Automatisierungs ermöglicht die optimale Anpassung an die spezifischen über eine Aluplatte. Wandermagnetfelder, die in Planar
system natürlicher durch den Gebrauch der Sprache. Sicherheitsanforderungen individueller Maschinen- modulen erzeugt werden, sorgen für eine hochdynamische
konzepte. Positionierung der Mover.| 12 news PC-Control 04 | 2018 Sehen großes Potenzial im Zukunftsmarkt Taiwan: Kai Ristau, Leiter International Sales and Business Development, Phylex Ong, Geschäftsführer Beckhoff Taiwan, Frederike Beckhoff, Assistentin der Geschäftsleitung, Hans Beckhoff, Geschäftsführender Inhaber Beckhoff und Joshua Rusdy, Area Sales Manager International Sales & Business Development (v. l. n. r.) Ausbau der Vertriebsaktivitäten in Ostasien Neues Tochterunternehmen in Taiwan gegründet Im Oktober 2018 hat die Beckhoff-Niederlassung in Taichung, Taiwan, ihr operatives Geschäft aufgenommen. Unter der Leitung von Phylex Ong lässt sich somit das Marktpotenzial innerhalb dieses Landes noch besser erschließen. Bereits seit 2006 ist Beckhoff durch den Distributor Ji Dien in Taiwan vertreten, Ong konnte ein erfahrener Geschäftsführer gewonnen werden, der sowohl der auch in Zukunft ein wichtiger Partner für das Geschäft auf der pazifischen die Automatisierungsbranche als auch die lokalen Märkte und Unternehmen Insel bleiben wird. Mit der neuen eigenen Niederlassung soll die Marktprä- sehr gut kennt. senz weiter verstärkt werden, wie Area Sales Manager Joshua Rusdy erklärt: „Taiwan ist ein spannender expandierender Markt, insbesondere im Bereich Ein Markt mit großem Potenzial des Maschinenbaus und es hat sich bereits gezeigt, dass Beckhoff New Der neue Standort liegt direkt im Zentrum von Taichung, der mit etwa 2,8 Mio. Automation Technology auch hier schnell Anwendungen findet.“ Mit Phylex Einwohnern zweitgrößten Stadt Taiwans. Von hier aus lassen sich die wichtigs-
PC-Control 04 | 2018 news 13
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Die neue Beckhoff-Niederlassung liegt
mitten im Zentrum von Taichung.
ten Wirtschaftsstandorte des Landes – Taipeh, Hsinchu, Tainan und Kaohsiung Ansehen. Dazu erläutert Phylex Ong: „Speziell TwinCAT 3 ist ein wichtiges Pro-
– gut erreichen. Im 250 m2 großen Büro von Beckhoff Taiwan arbeiten bereits dukt für den taiwanischen Markt. Denn TwinCAT 3 mit der Integration von C++
zehn Mitarbeiter. Sie decken die Bereiche Vertrieb, Applikation und Support und MATLAB®/Simulink® ist ein weiterer großer Vorteil im Vergleich zu anderen
sowie Finanzen und Verwaltung ab. Steuerungssystemen im Markt. Hinzu kommen TwinCAT HMI und TwinCAT
Vision als integrale Bestandteile von PC-based Control. Die Industrie in Taiwan
Taiwan ist bekannt für seine IT-, Elektronik- und Halbleiterindustrie. Darüber hi- steht der PC-basierten Steuerungstechnik insgesamt sehr positiv, offen und neu
naus hat der Werkzeugmaschinenbau eine zentrale Bedeutung. Dabei spielt die gierig gegenüber. Nicht zuletzt, weil damit kompliziertere Steuerungsaufgaben
Digitalisierung laut Phylex Ong eine übergeordnete Rolle: „Für die klassischen mit höherer Geschwindigkeit und gleichzeitig bei minimiertem Maschinen-
Maschinenbauer wird es immer wichtiger, ihre Maschinen Industrie-4.0-fähig Footprint bewältigt werden können.“
zu machen, d. h. beispielsweise Predictive-Maintenance-Konzepte, Cloud-Anbin-
dung oder Big Data Analytics von Anfang an mitzudenken und zusammen mit
Fördertechnik und Robotik zu integrieren.“
Beckhoff-Technologie ist gefragt
Deutschland ist traditionell ein wichtiger ausländischer Handelspartner von weitere Infos unter:
Taiwan. Zudem genießt das Prädikat Made in Germany auch hier ein hohes www.beckhoff.com.tw|
14 news PC-Control 04 | 2018
Integrated Systems Europe Logimat
Die ISE öffnet ihre Pforten vom 5. bis 8. Februar 2019 in Amsterdam. Mehr als Vom 19. bis 21. Februar 2019 findet in Stuttgart die 17. Internationale Fachmesse
1.300 Aussteller und 80.000 Besucher erwarten die Veranstalter der Weltleitmesse für Intralogistik-Lösungen und Prozessmanagement statt. Im Fokus stehen innova-
für AV, Medien- und Gebäudetechnik. Als Spezialist für PC-based Control präsen- tive Produkte, Lösungen und Systeme für die Beschaffungs-, Lager-, Produktions-
tiert Beckhoff Komponenten und Lösungen zur Realisierung eines integrierten und Distributionslogistik. Beckhoff präsentiert sich erstmals auf der Logimat.
Steuerungsansatzes: Mit der zentralen Hard- und Softwareplattform lassen sich Aufgrund ihrer Offenheit, ihrer Flexibilität sowie der Systemintegration von IoT
alle Anwendungen von Audio/Video Control über Integrated Automation und De- und Datenanalyse bietet die PC-basierte Steuerung optimale Voraussetzungen für
vice Management bis hin zu Show Effects mit der Gebäudeautomation verbinden. schnelle und effiziente Automatisierungslösungen in der Logistik.
www.beckhoff.de/ise www.beckhoff.de/logimat
Tire Technology Expo
Auf dem Internationalen Branchentreffpunkt für die Reifen- und Gummiindustrie,
der vom 5. bis 7. März 2019 in Hannover stattfindet, präsentiert Beckhoff seine
Produktinnovationen zur Realisierung effizienter, platz- und kostensparender
Automatisierungslösungen. Besuchen Sie uns auf unserem Messestand und
erfahren Sie mehr, wie Sie mit PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff Ihre
Betriebskosten senken und effizienter produzieren können.
www.beckhoff.de/tiretech
ISH
Am 11. März 2019 öffnet auf dem Frankfurter Messegelände die ISH ihre Pfor-
ten. Beckhoff stellt dort sein Softwarepaket TwinCAT 3 Building Automation vor.
Durch die Vernetzung aller Gebäudefunktionen stehen der PC-basierten Steue-
rungsplattform zu jedem Zeitpunkt alle zur Effizienzoptimierung notwendigen
Informationen zur Verfügung. Über die systemintegrierte Beckhoff-IoT-Kommu-
nikation werden zentrale Energiedatenanalyse, übersichtliche Trendaufzeichnun-
gen und Big-Data-Handling in der Cloud vereinfacht.
www.beckhoff.de/ish
37 neue Auszubildende
starteten in ein spannendes Berufsleben
Zum neuen Ausbildungsjahr 2018 hat für 37 Schulabgängerinnen und Schul-
abgänger die berufliche Zukunft bei Beckhoff begonnen. Das Unternehmen
bietet jungen, technologiebegeisterten Menschen bereits seit drei Jahrzehnten
hervorragende Entwicklungsperspektiven in inzwischen acht dualen Berufsaus-
bildungen. Der Erfolg dieser von Beginn an sehr praxisnahen Qualifizierung zeigt
sich auch darin, dass bei erfolgreichem Abschluss entsprechend der langjährigen
Beckhoff-Tradition eine Übernahme der Auszubildenden angestrebt ist.
Praxisintegriertes Studium sichert Bedarf
an qualifizierten Nachwuchskräften
Am 1. August 2018 starteten bei Beckhoff in Verl 25 Studierende in den praxisinte-
grierten Bachelorstudiengängen Mechatronik/Automatisierung, Wirtschaftsinge-
nieurwesen, Digitale Logistik, Product-Service Engineering und Digitale Technolo-
gien. Der Studiengang Digitale Technologien ist neu und wird erstmals angeboten.
Diese Erweiterung belegt den großen Erfolg des Ausbildungsmodells sowie der
zukunftsträchtigen Ausrichtung des Campus Gütersloh der FH Bielefeld an aktu
ellen technologischen Entwicklungen und den Bedarfen des Arbeitsmarktes.PC-Control 04 | 2018 news 15
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Rückblick AMB 2018
Über 91.016 Besucher verzeichnete die AMB 2018, die am 22. September in Stutt-
gart zu Ende gegangen ist. Mit der All-in-One-CNC als reiner Softwarelösung, den
leistungsstarken Industrie-PCs, kundenspezifischen Bedienpanels, dynamischer
Antriebstechnik und systemintegrierter Bildverarbeitung präsentierte Beckhoff
auf der AMB zahlreiche Highlights zur Steigerung der Produktivität von Werk-
zeugmaschinen. Im Fokus des Beckhoff-Messeauftritts stand die digitalisierte,
vernetzte Produktion: Alle Herausforderungen hinsichtlich IoT und cloudbasierter
Datenanalyse lassen sich mit der Automatisierungssoftware TwinCAT über die
direkte IoT- und Cloud-Anbindung einfach umsetzen.
Weitere Infos und Messe-TV: www.beckhoff.de/amb
Rückblick FachPack 2018
Die FachPack-Besucher des Beckhoff-Messestands konnten sich anhand einer Live-
Demo des eXtended Transport Systems (XTS) vom nächsten Entwicklungsschritt
in der Verpackungsindustrie überzeugen: Mit einem Minimum an Komponenten
realisiert das XTS flexible Formatwechsel in wenigen Sekunden. Gleichzeitig wer-
den Ressourcen- und Energieverbrauch optimiert sowie der Maschinen-Footprint
reduziert. Die komplett in Edelstahl gefertigte XTS-Variante im Hygienic Design
bietet darüber hinaus eine Lösung für besonders anspruchsvolle Packaging-
Anwendungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie.
Weitere Infos und Messe-TV: www.beckhoff.de/fachpack
Rückblick WindEnergy 2018
Vom 25. bis zum 28. September präsentierten über 1.400 Aussteller auf der
WindEnergy in Hamburg zukunftsweisende Lösungen für die Windindustrie.
Unter dem Stichwort „maximale Transparenz für Windenergieanlagen“ stellte
Beckhoff den Messebesuchern seine systemintegrierte Messtechnik-Lösung vor.
Mit PC-based Control und dem Softwaretool TwinCAT Wind Framework lässt sich
die komplette Messkette in Windkraftanlagen umsetzen: von der Anbindung aller
gängigen Sensoren bis zur Nutzung von Cloud-Storage-Services. Anlagenbetreiber
profitieren von der verbesserten Diagnostik, erhöhter Verfügbarkeit und verlänger-
ter Lebensdauer ihrer Windenergieanlagen.
Weitere Infos und Messe-TV: www.beckhoff.de/windenergy-hamburg
Rückblick Motek 2018
Auf der internationalen Fachmesse für die Produktions- und Montageautomatisie-
rung, Motek, die am 11. Oktober in Stuttgart zu Ende gegangen ist, präsentierte
Beckhoff die Vorteile seiner PC-basierten Steuerungstechnik: Die Systemintegrati-
on von Handhabung, Motion, Robotik, Bildverarbeitung und Messtechnik auf einer
zentralen Soft- und Hardwareplattform optimiert die Steuerung und Überwachung
der gesamten Prozesskette einzelner Maschinen sowie kompletter Fertigungslini-
en. Durch die Nutzung eines durchgängigen Softwaretools, in dem alle Funktionen
konfiguriert und programmiert werden, wird das Engineering deutlich vereinfacht.
Weitere Infos und Messe-TV: www.beckhoff.de/motek| 16 products PC-Control 04 | 2018 TwinSAFE: Die neue Generation von Sicherheitssteuerungen Modularität und Skalierbarkeit auf allen Ebenen
PC-Control 04 | 2018 products 17
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Durch die neue Generation von Sicherheitssteuerungen lassen
sich Maschinen noch modularer und noch flexibler gestalten.
Mit der Vorstellung der neuen Generation von Sicherheitssteuerungen setzt Beckhoff das Konzept der Modularität innerhalb des
TwinSAFE-Systems konsequent fort. Damit leitet Beckhoff eine neue Ära im Bereich Sicherheitstechnik ein. Dazu zählt eine erwei-
terte Funktionalität zur feingranularen sowie flexiblen Modularisierung und Skalierung auf der Ebene eines Sicherheitsprojekts,
was die optimale Anpassung an die jeweils vorliegenden Systemanforderungen ermöglicht. Zudem können alle neuen I/O-Module
nun kundenspezifische Sicherheitsprojekte inklusive Kommunikation mit mehreren Kommunikationsteilnehmern direkt ausführen.
Die Steuerung der gesamten Sicherheitsapplikation kann somit auf mehrere Komponenten verteilt werden.|
18 products PC-Control 04 | 2018
In der Automatisierungstechnik ist über alle Bereiche hinweg ein stetiger An-
stieg der Anforderungen an Systeme bezüglich Modularisierung, Skalierbarkeit,
Offenheit und Adaptierbarkeit zu verzeichnen. Dies gilt entsprechend auch für
den Bereich der Sicherheitstechnik, sodass hier gleichfalls Lösungen von einer
kleinen Sondermaschine bis hin zur komplexen Großserienmaschine gefordert
werden. Der Schritt zur nächsten sicherheitsgerichteten Steuerungsgeneration
bei Beckhoff mit der Einführung der EL6910 und deren Ableitungen adressiert
genau diese Aspekte:
Mit den neuen Sicherheitssteuerungen lässt sich das TwinSAFE-System noch
spezifischer an die individuellen Anforderungen eines Maschinenkonzepts
anpassen: von der kostengünstigen Stand-alone-Lösung mit lokalen Ein- und
Ausgängen über eine zentrale Sicherheitssteuerung mit verteilten I/O-Modulen
bis hin zu einem hoch komplexen Netzwerkverbund mit verteilter Sicherheits-
applikation. Das heterogene Komponentenspektrum deckt dabei verschiedenste
Formfaktoren, Schutzklassen und Anschlusstechniken ab, sodass auch hier eine
spezifische Anpassung möglich ist.
Neben der weiter gesteigerten Performanz der Sicherheitssteuerung wurde die
Menge der verarbeitbaren Datentypen um Analogwerte erweitert. Damit stehen
neben den bereits bekannten vorzertifizierten Funktionsblöcken zur Verarbei-
tung Boolescher Signale nun auch Funktionsblöcke für die Analogwertverar-
beitung zur Verfügung. Das Spektrum reicht hierbei von grundlegenden arith-
metischen Operationen (Addition, Multiplikation usw.) bis hin zu komplexen
Funktionsbausteinen zur sicheren Überwachung von Pressen. Hinsichtlich der
Entwicklungsumgebung besteht ebenfalls Wahlfreiheit: Die Implementierung
der Sicherheitsapplikation kann sowohl innerhalb der Entwicklungsumgebung
TwinCAT 3 per Drag-and-Drop im freigrafischen Editor oder mit dem Safety-
Editor von Codesys erfolgen.
Partieller Download
Eine der wichtigsten Neuerungen bezogen auf das gesamte Sicherheitsprojekt
ist die Einführung eines partiellen Downloads. Das Sicherheitsprojekt besteht
nunmehr aus vier Bestandteilen:
– Logik
– Parameter
– Mapping
– Info Data
Diese Teile können separat auf die Sicherheitssteuerung geladen werden. Ab-
gesehen von der bekannten Prüfsumme über das gesamte Sicherheitsprojekt
verfügt auch jeder dieser einzelnen Bestandteile über eine eigene Prüfsumme,
welche wiederum Teil der Release-Dokumentation eines Sicherheitsprojekts
ist. Diese Tatsache hat enorme Auswirkungen auf den Validierungs- und Veri-
fikationsprozess bei Änderungen an einem Sicherheitsprojekt. Denn anhand
der einzelnen Prüfsummen kann direkt nachgewiesen werden, welche Teile
eines Sicherheitsprojekts sich geändert haben und für welche nicht geänderten
Bestandteile dementsprechend nur ein eingeschränkter Validierungs- und Veri-
fikationsprozess durchlaufen werden muss.
TwinSAFE ermöglicht nahtlos in die Standardsteuerungstechnik integrierte und Des Weiteren wurde die Benutzerrechteverwaltung an die beschriebene Granu-
hoch flexible Safety-Lösungen. larität des Sicherheitsprojekts angepasst, sodass sich z. B. spezifisch für einen
Benutzer der Zugriff ausschließlich auf die Konfiguration der Info Data gestattenPC-Control 04 | 2018 products 19
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Mit TwinSAFE steht die richtige Lösung in allen Bereichen und Bauformen zur Verfügung.
lässt. Eine Änderung an den weiteren Bestandteilen des Sicherheitsprojekts sprechend der normativen Anforderungen entwickelt, validiert und verifiziert
kann durch diesen Benutzer nicht durchgeführt werden. Somit ist das Sicher- werden muss.
heitsprojekt möglichst flexibel nutzbar, aber gleichzeitig vor ungewollten und
unautorisierten Projektänderungen geschützt. Das Umschalten zwischen den verschiedenen Betriebsmodi kann zur Laufzeit
erfolgen. Hier stehen im Beckhoff-System zwei verschiedene Möglichkeiten zur
Customizing für Modularität und Skalierbarkeit Verfügung. Die Adaptierung der Module an die aktuellen Maschinenanforde-
auf lokaler Software-Ebene rungen kann entweder über die Entwicklungsumgebung TwinCAT 3 erfolgen
Eine der größten Innovationen der neuen Generation von Sicherheitssteue- oder es wird das Tool TwinSAFE Loader genutzt. Beim TwinSAFE Loader handelt
rungen stellt die Customizing-Funktionalität dar. Das Sicherheitsprojekt kann es sich um ein Kommandozeilentool, welches das Customizing des Sicher-
weiterhin wie gewohnt modular gestaltet werden. Im Zuge des Customizing heitsprojekts unabhängig von TwinCAT 3 ermöglicht. Die Deaktivierung und
lassen sich jedoch für jedes dieser Module nun die folgenden Betriebsmodi Aktivierung von Modulen kann zum Beispiel direkt aus der kundenspezifischen
konfigurieren: HMI angestoßen werden. Somit ist das TwinSAFE-System zum einen optimal an
– temporär deaktivierbar kundenspezifische Prozesse anpassbar. Zum anderen werden übliche Anwen-
– permanent deaktivierbar dungsfälle wie z. B. die Inbetriebnahme deutlich vereinfacht. Einzelne Module
– passivierbar der Sicherheitsapplikation und damit einzelne Sicherheitsfunktionen können
dank des Customizing für eine Inbetriebnahme von Maschinenteilen temporär
Mithilfe dieser Einstellungen und entsprechender Konfiguration von Ersatz- deaktiviert und später reaktiviert werden, ohne dass eine erneute Validierung
werten für die Schnittstellen zwischen den verschiedenen Modulen können und Verifikation der gesamten Sicherheitsapplikation erfolgen muss.
hoch komplexe modulare und skalierbare Architekturen umgesetzt werden.
Ein einziges Sicherheitsprojekt lässt sich dadurch z. B. für eine ganze Serie Modularität und Skalierbarkeit durch individuell
von Maschinen nutzen. Für kleinere Ausprägungen einer Maschine können verteilte Sicherheitsapplikation
die jeweils nicht benötigten Module einfach deaktiviert werden. Dies führt zu Bezüglich der Modularisierungsfunktionalität geht Beckhoff neben dem
erheblich reduzierten Entwicklungskosten, da nur ein Sicherheitsprojekt ent- Customizing noch einen Schritt weiter: Alle neuen sicherheitsgerichteten|
20 products PC-Control 04 | 2018
Distributed Control
Classic Architecture
Compact Controllers
Stand-Alone
= Safety Logic
Genau passend zu den jeweiligen Maschinenanforderungen lassen sich mit TwinSAFE
unterschiedlichste Architekturen in verschiedenen Bauformen realisieren.
I/O-Komponenten können zusätzlich als Sicherheitssteuerung genutzt werden. einer zentralen Sicherheitssteuerung (z. B. EL6910) mit auf mehrere Teilnehmer
Eine Besonderheit stellt hier die Kommunikationsfähigkeit der Komponenten verteilter Sicherheitsapplikation. Es kann beispielsweise eine Vorverarbeitung
dar. Das auf der I/O-Komponente auszuführende kundenspezifische Safety- von antriebsspezifischen Daten und des über eine Eingangsklemme erfassten
Projekt kann analog zur dedizierten Steuerung direkte Kommunikationsbe Signals eines sicheren Gebers direkt über die Sicherheitsoption eines Antriebs
ziehungen mit anderen sicherheitsrelevanten Teilnehmern aufbauen und realisiert werden.
diese Daten intern vorverarbeiten. Dies erlaubt eine feingranulare Modularisie-
rung der Maschine. Die zentrale Sicherheitssteuerung – falls vorhanden – muss TwinSAFE für erweitertes Anwendungsspektrum
dementsprechend nur noch die akkumulierten Daten verarbeiten. Der klassische Mit der Einführung der neuen Generation sicherheitsgerichteter Steuerungen
Ansatz einer zentralen Sicherheitssteuerung mit Kommunikationsverbindungen kann mit dem TwinSAFE-System nun ein noch breiteres Spektrum an Sicher-
zu allen relevanten Komponenten ist natürlich weiterhin realisierbar. heitsapplikationen und Anwendungsfällen abgebildet werden. Dabei lässt sich
die Architektur der Sicherheitsapplikation je nach den aktuell zu betrachtenden
Durch diese Möglichkeiten kann die Sicherheitsarchitektur maximal flexibel Anforderungen frei wählen.
an die jeweils vorliegenden Systemanforderungen adaptiert und frei skaliert
werden. Dies reicht von der kostengünstigen Kleinsteuerung (z. B. EL2911) oder Mit dem TwinSAFE-Compact-Controller EK1960 steht eine kompakte Sicherheits-
Stand-alone-Lösung (z. B. EK1960) bis hin zur hochkomplexen Architektur mit steuerung mit 20 sicheren Eingängen und 24 sicheren Ausgängen (und optionalPC-Control 04 | 2018
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products 21
Safety Logic
Safety Logic 1 Safety Logic 2 Safety Logic n
Machine Module 1 Machine Module 2 Machine Module n
Im Rahmen einer verteilten Sicherheitsapplikation können alle neuen sicherheitsgerichteten
I/O-Komponenten von Beckhoff zusätzlich als Sicherheitssteuerung genutzt werden.
vier Relais-Ausgängen) in Form eines EtherCAT-Kopplers zur Verfügung, welche Kleinsteuerung über den klassischen Ansatz mit zentraler Sicherheitssteuerung
zusätzlich zum Einsatz als Insellösung oder als Steuerung im klassischen zentra- bis zur verteilten Sicherheitsapplikation – sowie die durchgängige Program-
len Ansatz auch stand-alone betrieben werden kann. Mit der neu vorgestellten mierung aller Steuerungen ermöglichen es, das eingesetzte TwinSAFE-System
EtherCAT-Box EP1957 kann die Stand-alone-Fähigkeit der Sicherheitsteuerung bedarfsgerecht zu optimieren. Außerdem ist es sehr einfach und intuitiv in
mit acht sicheren Ein- und vier sicheren Ausgängen erstmals auch in einer IP67- unterschiedliche Systeme integrierbar, um z. B. eine bestehende Architektur
Umgebung direkt im Feld genutzt werden. Durch die Nutzung sicherer Potenzial- aufgrund geänderter Anforderungen um sicherheitsrelevante Analogwertverar-
gruppen mit rückwirkungsfreien Standardklemmen sind mit der ebenfalls neuen beitung zu erweitern.
EtherCAT-Klemme EL2911 (mit vier sicheren Eingängen und einem sicheren
10-A-Ausgang) kleinste Sicherheitsapplikationen sehr einfach und kostengünstig Autor: Dr. Martin Früchtl, Sicherheitstechnik bei Beckhoff
realisierbar. Die dedizierte Steuerungsfunktionalität lässt sich auch als EtherCAT-
Klemme oder EtherCAT-Steckmodul in den Feldbus integrieren. Weiterhin können
die Sicherheitssteuerungen über das Protokoll FSoE sicher kommunizieren.
Die Heterogenität der sicherheitsgerichteten Steuerungen bezüglich Bauform weitere Infos unter:
und Umgebungsbedingungen, die verschiedenen Ausbaustufen – von der www.beckhoff.de/twinsafe|
22 products PC-Control 04 | 2018
Basic line
24 bit
10 ksps per channel
simultaneous
100 ppm @ 23 °C
EtherCAT-Messtechnikmodule um kostengünstige Economyserie ELM314x erweitert
Systemintegrierte Highend-Messtechnik
als Innovationsfaktor für den Maschinenbau
Der Maschinenbau strebt immer danach, die Maschinen zu optimieren, ihre Verfügbarkeit zu erhöhen und Produk-
tionsschwankungen zu minimieren. Mit einer direkt in das Steuerungssystem integrierten leistungsfähigen Mess-
technik lassen sich hier durch neue Entwicklungsansätze auch bisher scheinbar unüberwindbare Leistungsgrenzen
überwinden. Mit den neuen kostengünstigen EtherCAT-Messtechnikmodulen der Economyserie ELM314x steht
dieser innovative Weg nun einem noch breiteren Maschinenspektrum offen.PC-Control 04 | 2018
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products 23
Economy line
24 bit
1 ksps per channel
multiplexed
100 ppm @ 10...40 °C
Die kostengünstige Economyserie der EtherCAT-Messtechnikmodule mit 1 kSps
erweitert das Anwendungsspektrum der Highend-Messtechnik von Beckhoff.
Programmierer und Ingenieure, die eine Maschinenentwicklung vorantreiben Von der integrierten Messtechnik profitiert der Maschinenbauer bzw. -anwender
möchten, stoßen häufig an mindestens einer Stelle auf eine technologische Hür- im gesamten Lebenszyklus einer Test- oder Produktionsmaschine:
de, die eine weitere Leistungssteigerung erschwert. Das können verschiedene – bei der Erstinbetriebnahme, der Fehlersuche in Installationen und dem
Problemfelder sein – physikalischer oder elektrischer Natur –, die in der Regel Fein-Tuning des Prozesses
sogar alle Maschinen eines Typs auch von verschiedenen Anbietern betreffen. – im Betrieb zur Überwachung der Maschinenabläufe und Fertigungsqua-
Die entscheidende Frage ist, wie der Maschinenplaner mit dieser Herausforde- lität sowie zur Schwingungsmessung, Stromüberwachung, Erfolgskon
rung umgeht. Insbesondere wenn es um Maschinenkontrolle im Regelkreis oder trolle und Vorhersage des aufkommenden Wartungsbedarfs
um Erkenntnissteigerung im Maschinenprozess geht, bietet Beckhoff mit den – zur Überwachung von Wartungsaktionen hinsichtlich der Erreichung des
EtherCAT-Messtechnikmodulen die passende Lösung an: eine direkt ins Steue- gewünschten Wartungsziels
rungssystem integrierte hochleistungsfähige Messtechnik.|
24 products PC-Control 04 | 2018
Aktuell stehen vier Messtechnikmodule der Economyserie ELM314x zur Verfügung: mit Mit den EtherCAT-Messtechnikmodulen – und damit auch der neuen Economyserie
zwei, vier, sechs oder acht für die Spannungs- oder Strommessung einstellbaren Kanälen. ELM314x – lässt sich Highend-Messtechnik nahtlos in das Steuerungssystem integrieren.
In all diesen Fällen verschafft die Messtechnik einen Mehrwert durch Erkennt- tige Prüfaufgabe. Kabelbruch, Kurzschlüsse, Übertemperaturen und eine gestörte
nisgewinn, und zwar durch einen optimal planbaren Blick in das Innenleben der Energieversorgung – viele Ereignisse können eine Messung im besten Fall zum
Maschine. Voraussetzung dafür ist, dass die Messanwendungen schon vorab im Abbruch bringen und im schlechtesten Fall unbemerkt die Messwerte verfälschen.
Maschinenkonzept berücksichtigt werden. Denn wofür es keine Sensoren gibt Eine unbeaufsichtigte und tief in der Produktionsmaschine integrierte Messung
(direkt oder indirekt), das kann auch nicht gemessen werden. Allein der An- muss deshalb von vornherein mit solchen Störungen rechnen und zuverlässig
wender, der seinen Prozess kennt, kann entscheiden, wo eine Messung Nutzen melden, falls eine qualitativ einwandfreie Messung nicht mehr möglich ist.
verspricht oder sinnlos ist. Allerdings können durch neuartige Messungen u. U.
auch überraschende neue Erkenntnisse ans Licht kommen, die eine zusätzliche Die EtherCAT-Messtechnikmodule von Beckhoff sind für diesen Einsatzfall
Prozessoptimierung ermöglichen. ausgelegt, d. h. die Eigendiagnose stellt einen wesentlichen Anteil in Firm-
und Hardware der Geräte dar. So kann der Anwender darauf vertrauen,
Breites Anwendungsspektrum durch dass viele der üblichen Störungen in einer Maschine vom Modul erkannt
Economy-Messtechnikmodule und gemeldet werden und somit nur verlässliche Messwerte zur Steuerung
Mit der 1-kSps-Economyserie der EtherCAT-Messtechnikmodule der ELM-Reihe gelangen.
stellt Beckhoff bereits die zweite Klasse an integrierter Messtechnik vor. Die
zuvor eingeführte Basisserie ELM3x0x ist mit Sampleraten von 10 bis 50 kSps EtherCAT-Vorteile konsequent genutzt
je Kanal bei 100 ppm Genauigkeit insbesondere auf die Anforderungen dyna- Die präzisen und schnellen Messtechnikmodule profitieren von den bewähr-
mischer Messungen ausgerichtet – auf schnelle Bewegungsvorgänge sowie ten EtherCAT-Eigenschaften, die optimal zu einem industriellen Messsystem
Last- oder Stromwechsel, wie sie an Test- und Prüfständen häufig vorkommen. passen:
Aber auch in Hochgeschwindigkeitsproduktionsmaschinen erlauben solche – 100 Mbit/s Übertragungsrate reichen für einige 100 Analogkanäle mit je
Messklemmen einen spannenden Blick in den Prozess. 10 kSps Samplerate aus.
– Das Distributed-Clocks-System ermöglicht bis auf ±100 ns genau das syn-
Viele Produktionsprozesse benötigen allerdings keine derart schnelle Abtastung. chronisierte Erfassen über viele Kanäle, Klemmen und große Entfernungen
Genau hierfür wurde die neue Economyserie ELM314x mit 1 kSps je Kanal ent- hinweg.
wickelt. Diese bildet optimal die Abläufe einer mechanisch bewegten Maschine – Die einheitliche Parametrierung von EtherCAT-Slaves über CoE und der
ab, bei sonst gleichem Funktionsumfang und identischer Anbindung in der Datentransport per PDO sind bewährt und bekannt.
Software TwinCAT. Hinzu kommt der Vorteil der Systemdurchgängigkeit. Denn
sollte sich die Maschine später erfreulicherweise noch eine ungeahnte Dynamik Da mit PC-based Control schon immer auch ausgedehnte Anlagen mit EtherCAT
entwickeln, können die Messungen ohne großen Umstellungsaufwand mit den ausgerüstet wurden, stehen im Beckhoff-Portfolio nicht nur entsprechende
schnelleren EtherCAT-Messtechnikmodulen fortgesetzt werden. Messklemmen und TwinCAT-Funktionalitäten bereit. Vielmehr gibt es für die
gesamte Messkette zahlreiche EtherCAT-Infrastrukturkomponenten. Hierzu
Die neue Economyserie ELM314x umfasst zurzeit 2-, 4-, 6- und 8-Kanal-Varian- zählen die optischen Übertragungselemente wie Koppler und LWL-Konverter für
ten. Die Module ermöglichen hochpräzise Messungen mit 100 ppm Genauigkeit EMV-belastete Umgebungen, die Port-Multiplier-Familie CU2508 für parallele
in einem weiten Temperaturbereich zu niedrigen Kanalkosten. Dabei können EtherCAT-Datenströme bei Anforderungen von >>100 Mbit/s Übertragungs-
analoge Signale im Bereich von ±1,25 bis ±10 V, von 0 bis 10 V, von ±20 mA rate, Koppler für flexible Topologien mit ID-Schalter oder ganz allgemein die
oder von 0/4 bis 20 mA verarbeitet werden. EtherCAT-Kabelredundanz.
Messtechnikmodule mit Diagnosefähigkeit Messtechnik und Simulation
Die Überwachung und Diagnose der Messfähigkeit ist ein großes Thema für jeden In vielen Bereichen wird die computergestützte Simulation genutzt, um ver-
Anwender. Dies gilt für die im Dauerbetrieb laufende Maschine, für einen Test- schiedenste Ideen vorab zu testen und so viel Testzeit und -kosten zu sparen.
stand, der über das Wochenende durchlaufen muss, ebenso wie für die kurzzei- Das kann ein sehr lohnendes Mittel sein, gerade bei komplexen, im VorfeldSie können auch lesen
