Mit der Erkenntnis, dass Bustechnik Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit mit sich bringt, entschied sich das Fertigungsunternehmen HES-Präzisionsteile Hermann Erkert GmbH bereits sehr früh für diese Technik. Denn die Kunden fordern neben präzisen Bauteilen auch eine hundertprozentige Nachverfolgbarkeit der Produktionsdaten.
HES Präzisionsteile Hermann Erkert GmbH beschäftigt über 900 Mitarbeiter und produziert als Lohnfertiger eine Vielzahl von Präzisionsteilen. Hauptabnehmer ist die Automotive-Branche. Allein 60 Mitarbeiter sorgen im Geschäftsbereich Sondermaschinenbau dafür, dass für neue Aufträge stets die passende maschinelle Ausstattung bereit steht.
So mussten beispielsweise eine neue Induktionshärteanlage zum Härten von Getriebeteilen sowie ein neuer Messplatz mit sechs Stationen im Warenausgangsbereich für Teile der Diesel-Einspritzanlage eines Motorenherstellers entwickelt und gebaut werden. Die Anbindung der Aktoren und Sensoren wird dabei über AS-Interface durchgeführt. Seit 1996 kommt dieses Bussystem für solche Aufgaben auf der untersten Feldebene standardmäßig zum Einsatz. Horst Schmid bestätigt: „Wir haben die Vorteile dieser Technik von Anfang an gesehen und sofort genutzt.“ Das Bussystem bringt Ersparnis bei Leitungslängen, der Installationszeit und natürlich den Kosten. Bis zu 50 Prozent weniger beziffert der Experte den Aufwand für das Personal.
Beschleunigtes Engineering Ein Trend, der mittlerweile auch die Lohnfertiger erreicht hat, ist der Wunsch nach einem höheren Automatisierungsgrad. Deshalb sind viele Maschinen und Anlagen aus der Abteilung von Schmid mit fortschrittlicher Steuerungstechnik bestückt. Diese soll günstig, einfach in der Handhabung, kompakt und flexibel anpassbar sein. Aus diesem Grund setzt er die modular aufgebaute Kompaktsteuerung Simatic S7-1200 von Siemens ein. Einen großen Vorteil sieht Schmid darin, dass die Geräte Profinet-fähig sind und sogar einen eigenen Web-Server integriert haben. Der Elektrokonzern bietet für den Web-Server kostenlos ein AS-Interface-Diagnosepaket, dessen Ergebnisse über eine anwenderdefinierte Web-Seite angezeigt werden können.
Profinet gilt als Industrial Ethernet und wird seit etwa zwei Jahren standardmäßig in Sulzbach eingesetzt. „Dadurch können wir die Produktionsdaten direkt auf unseren zentralen SQL-Server übertragen und erreichen so eine lückenlose Nachverfolgbarkeit wie sie die Automobil- sowie die Zulieferindustrie fordern“, erklärt der Experte weiter. Außerdem kann von jedem Punkt im Netz – auch von der Fertigung aus – auf die Steuerung zugegriffen werden.
Ein weiterer Vorteil liegt im Engineering, das durch die Software TIA Portal (Totally Integrated Automation) Erleichterungen bringt. Sowohl Planung, Geräteauswahl, Programmierung, Visualisierung, Sicherheitstechnik und sogar die Antriebstechnik lassen sich im gleichen Engineering-Framework durchführen. „Das beschleunigt sämtliche Vorgänge und erhöht zudem die Sicherheit der Ausführung“, berichtet Schmid. Der Hardwaremanager des Systems führt zum Beispiel bei der Auswahl von Geräten automatisch eine Plausibilitätsprüfung durch.
Weniger Bedarf an Bauraum Der Vorteil, der mit dieser Steuerung und der Software verbunden ist, liegt im neuen AS-i Master CM 1243-2 für den direkten Anschluss an die Kompaktsteuerung Simatic S7-1200. „Die Entwicklung dieses Geräts ist für uns ein richtiger Volltreffer “, betont Schmid. Dadurch passt die Steuerungsvariante perfekt auf den Bedarf des Sulzbacher Sondermaschinenbaus. So reduziert sich der Installationsaufwand stärker und der benötigte Bauraum wird um knapp die Hälfte kleiner.
Abgesehen von den kleineren Geräteabmessungen spart Schmid gegenüber einer Variante mit separatem AS-i Master auch ein zusätzliches 30-V-Netzteil für den AS-i-Bus. Für die Datenentkopplung muss lediglich das ebenfalls neu entwickelte Datenentkopplungsmodul DCM 1271 zwischen das Standardnetzteil und die AS-i-Leitung geschaltet werden. Dadurch sind Datenübertragung und Energieversorgung über die zwei Drähte in der gelben, trapezförmigen AS-i-Leitung möglich. Der Datenentkoppler kann im S7-1200-Design direkt neben den Master in die Steuerung gesteckt werden.
Hinzu kommt, dass bei dem Lohnfertigungsunternehmen „alles“ über AS-Interface läuft, so dass die Techniker vollkommen auf zusätzliche E/A-Module, die an die Steuerung angereiht werden, verzichten können. Pro AS-i-Strang lassen sich so bis zu 31 Slaves einfach anbinden. Bei einer A/B-Slave-Adressierung wären es sogar 62 Slaves, was in Sulzbach allerdings vermieden wird. Bei Verwendung dezentral angeordneter Kompaktmodule im Feld hieße das 992 E/As pro AS-i-Strang. Ist die Anzahl der Slaves in der Maschine größer, wird einfach ein weiterer AS-i Master CM 1243-2 an die Steuerung angereiht. Falls die maximale Bestückung erreicht ist, meldet es der Hardwaremanager im TIA Portal automatisch bei der Projektierung. „Einfacher kann ein Aufbau für eine Automatisierungsanlage nicht sein“, bestärkt Schmid.
„Parallelverdrahtung durch Bustechnik ersetzen, wo es nur geht“, das funktioniert Schmids Erfahrung nach in über 90 Prozent der Installationstechnik im Feld. Deshalb finden sich in größeren Maschinen und Anlagen auch hin und wieder dezentrale Peripheriestationen Simatic ET 200S, die über Profinet an die Steuerung angebunden werden.
Parallelverdrahtung ersetzen In Bustechniklösungen sieht der Experte auch ein hohes Maß an Flexibilität, die im Sondermaschinenbau gefordert ist. Denn viele Anlagen sind modular aufgebaut. Einzelne Bearbeitungsstationen sowie Zu- und Abführungen können so ohne großen Aufwand individuell kombiniert werden. Läuft die Fertigung eines bestimmten Bauteils aus, können die einzelnen Module für den Aufbau einer Folgeanlage genutzt werden. Das funktioniert deshalb wunderbar, weil von Anfang an alle Anlagenteile mit AS-Interface und Feldbustechnik ausgerüstet worden sind. „Selbst 20 Jahre alte Anlagen können wir deshalb teilweise noch für neue Projekte verwenden“, bestätigt Horst Schmid.
Durch den integrierten Web-Server in der S7-1200 können Diagnose- und Statusmeldungen auch weltweit sofort den richtigen Empfänger erreichen. Der Zugriff über Webinterface ermöglicht somit eine exakte Diagnose – selbst einzelner Sensoren und Aktoren auf der untersten Feldebene. „Das ist es, was AS-i in Verbindung mit dieser Steuerung so wertvoll macht“, betont Schmid.
Gleichzeitig können auch AS-i-fähige Motorstarter wie der Sirius M200D sowie der AS-i-kompatible Frequenzumrichter Sinamics G110D ohne weiteres in die Anlagenkonfiguration mit einbezogen werden. Selbst Frequenzumrichter Sinamics S120 beziehungsweise G120 sind über Profinet schnell ins Anlagenkonzept integriert. Die beiden neuen Rundtaktmaschinen zur Induktionshärtung sowie für die Messprüfung profitierten in Sulzbach als Erste von den Möglichkeiten dieser modernen Komplettlösung. Und es werden weitere folgen.
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