Ob Sammelpacker, Schlauchbeutelmaschine, Becherabfüllung oder Handlingeinheiten mit unterschiedlichen Roboterkinematiken: Kernelemente der Lösungen für die Maschinenautomatisierung von SEW-Eurodrive sind vorbereitete Templates. Für diese Softwaremodule Movikit gibt es jetzt einen Raum der Synchronität: das Automation Framework.
Das Geschäftsfeld Maxolution Maschinenautomatisierung von SEW-Eurodrive ist ein etablierter Partner für Automatisierungslösungen. Mit seinen vorkonfigurierten Softwaremodulen Movikit lassen sich Inbetriebnahme-Zeiten deutlich verkürzen. Diese funktionalen und maschinentypischen Softwarebausteine werden in die Programmstruktur des Automation Framework (AFW) eingebunden und in Abhängigkeit gebracht. Das AFW erfüllt die in der Lebensmittelindustrie und Verpackungstechnik verwendeten Programmierstandards der Packaging Machine Language, PackML. Mit den entsprechenden Schnittstellen ist damit eine schnelle und einfache Linienintegration gesichert.
Offene Quellen statt Kapselung
Vorbereitete Applikations- bzw. Motion-Templates werden in der Automatisierungsbranche weitgehend gekapselt. SEW-Eurodrive arbeitet bei seinen Softwarebausteinen Movikit allerdings mit offenem Quellcode.
(Bild: SEW)
„Jedes Movikit ist von seiner Natur her selbstverständlich vorprogrammiert, sonst wäre es kein Baustein. Wir lassen allerdings individuell angepasste Abläufe zu. Wer den Grundumfang eines Movikit einsetzen will, um Zeit zu sparen, kann das tun und hat dennoch alle Freiheiten, die Dinge anzupassen oder zu verändern, die für seine Maschine notwendig sind.“ Ronny Olsson, Leiter des Entwicklungsteams für das Automation Framework
Der Antriebsautomatisierer stellt Standardbewegungsabläufe zur Verfügung, und der Maschinenbauer baut darauf mit seinem individuellen Prozesswissen auf. „Wir nehmen ihm nicht den Kern seines Maschinenbaus ab – also das, was ihn durch sein Know-how einzigartig macht“, stellt Ronny Olsson klar. Das Automation Framework ist im Zusammenspiel mit dem Inbetriebnahme-Service zu betrachten.
Fertiglösung mit Freiheitsgraden
Das Automation Framework ist für drei wesentliche Einsatzbereiche konzipiert: kleine Einzelmaschinen, intelligente Anlagenmodule mit Feldbusanbindung sowie komplett automatisierte und modular aufgebaute Anlagen. Letztere bieten die Möglichkeit einer Rezepturverwaltung für unterschiedliche Produkte, kommunizieren mit einem HMI, bieten ein Alarm- und Nachrichtenhandling und versorgen die Visualisierung mit eigenen grafischen Templates. Mit der PackML-Konformität adressiert SEW insbesondere vertikale Schlauchbeutelverpackungsmaschinen, horizontale Form-, Füll- und Schließmaschinen, Sammelpacker oder Palettierter.
Das Automation Framework beinhaltet eine Simulationsumgebung für alle Maschinenmodule, einschließlich der Visualisierungsmodule für die HMI-Darstellung. (Bild: SEW)
Zudem bietet das AFW im Zusammenspiel mit dem leistungsstarken Softwarebaustein Movikit Robotics ein weites Einsatzgebiet für Parallelarmkinematiken sowie den Aufbau eigener kartesischer Roboter. „Wir bieten mit dem Automation Framework eine Art Fertighaus, in dem sich die Zimmer frei einteilen lassen. Das funktioniert natürlich nicht nur in der Verpackungsindustrie“, betont Ronny Olsson.
Standardisierte, modulare Softwarearchitektur
Alle im AFW enthaltenen Movikit-Softwaremodule arbeiten mit dem gleichen State, d. h., sie bilden die einzelnen Zustände der Maschine exakt ab. Dieser durchgängige Ansatz erlaubt das synchrone Arbeiten aller im Framework befindlichen Technologiemodule, also der Movikit-Softwarebausteine, über die zentrale Zustandsmaschine (State-Machine). Das bedeutet in der Praxis, dass sich alle Teilnehmer eines Verbundes innerhalb des Wirkungskreises der State-Maschine gemeinsam in Wartepositionen begeben, gleichzeitig im Verbund starten und dabei kein Modul im Ablauf schneller ist.
Diese Synchronisierung gilt automatisch, sobald ein Softwaremodul integriert wird. Das macht Anlagenerweiterungen und -veränderungen vergleichsweise einfach. Das AFW unterstützt also eine modulare Softwarearchitektur, bei der viel Programmiercode wiederverwendet werden kann. Dadurch kann auch der Service von SEW-Eurodrive bei Retrofit- und Erweiterungsprojekten auf bereits vorhandene und bewährte Kundenlösungen aufbauen.
Das Automation Framework ist eine Softwareplattform, mit der Programmierer die Maschinensoftware klar und einfach strukturieren können. (Bild: SEW)
Die Software ist nach Methoden des Industriestandards ISA88 strukturiert, der in der Lebensmittelindustrie verbreitet ist. Für die Lebensmittel- und Verpackungsbranchen gilt im Speziellen, dass sich im AFW auch PackML-konforme Modes wählen lassen, z. B. Produktion, Handbetrieb oder Wartungsbetrieb. Hierbei stehen innerhalb einzelner Modes alle 17 PackML-States zur Verfügung. Je nach Maschinentyp kann man alle einsetzen oder nur einige auswählen.
Durchgängige Kommunikation
Innerhalb des PackML-Standards gibt es die Datenschnittstelle PackTag. Sie findet vor allem Anwendung in der Kommunikation mit anderen Maschinen einer Produktions- oder Verpackungslinie sowie zur übergeordneten Steuerungsebene. PackTags sorgen dafür, dass ein- und ausgehende Maschineninformationen so standardisiert sind, damit sie alle vor- und nachgelagerten Teilnehmer eines Verbunds verstehen. Nur wenn Daten offen und gleich ausgetauscht werden, können Maschinen unterschiedlicher Hersteller innerhalb einer Linie miteinander kommunizieren.
Informationen werden automatisch so aufbereitet, dass sich die Daten komfortabel an externe Visualisierungen übergeben lassen. Das reicht bis zur Verwendung von Visualisierungsbausteinen unterschiedlicher Maschinen einer Anlage. Im Automation Framework existiert eine Visualisierungsvorlage, mit der man die Abläufe einer Anwendung vor der Inbetriebnahme überprüfen und optimieren kann. Hierbei wird eine Codesys-basierte Entwicklungsumgebung im Zusammenspiel mit einer grafischen Objektbibliothek verwendet. Dabei entsteht kein zusätzlicher Programmieraufwand.
Effizienzgewinn für Kundenprojekte
Mit dem Automation Framework wird der zeitliche Aufwand im Engineering deutlich reduziert, vor allem durch die integrierten Funktionen und die vorbereiteten Softwaremodule Movikit. Alles, was in seinen Grundzügen schon standardisiert vorliegt, senkt bei der Programmierung das Fehlerrisiko. Die Entwickler können sich auf Abläufe und Prozessketten konzentrieren, die das individuelle Know-how jedes Maschinenbauers ausmachen. Vor diesem Hintergrund hat auch der SEW-Service bei der Applikationsunterstützung und Inbetriebnahme von Kundenanlagen einen Effizienzgewinn, der die Projekte verlässlicher und schneller macht.
