Beckhoff Applicaties:

Lightbus na 15 jaar onverminderd 'state-of-the-art'


Lightbus is een concept van Beckhoff en werd in 1989 geïntroduceerd als een bedrijfseigen systeembus voor snelle machinebesturingen. In de afgelopen 15 jaar is deze bus in veel branches toegepast; variërend van productie-installaties voor ramen, houtbewerking, persen, verpakking en metaalbewerking. Een van de eerste toepassingen was die bij Armstrong Building Products in Hoogezand, een fabrikant van geluiddempende plafonddelen. Dankzij haar hoge betrouwbaarheid en communicatiesnelheid staat de Lightbus nog steeds te boek als 'state-of-the-art' technologie.

Armstrong Building Products is met haar 23 productielocaties een vooraanstaande producent van geluiddempende plafondsystemen. De productie voor de Europese markt vindt momenteel op vier locaties plaats: Hoogezand, Team Valley (UK), Pontarlier (Frankrijk) en Münster (Duitsland). De locatie in Hoogezand gebruikt al meer dan veertien jaar besturings- en veldbustechniek van Beckhoff. Met name in de afdeling waar de ruwe platen op maat worden gezaagd. De besturing van deze afdeling met haar rollenbanen en zaagsystemen is PC-based en is uitgerust met een Lightbus-netwerk. De ruwe platen worden in grote formaten van 3,6 m x 5 m aangevoerd en vervolgens gezaagd in het formaat van normale plafonddelen. Henk Duijm, Principal Engineer voor Azië en Europa bij Armstrong Building Products licht toe: "De PC-besturing bestaat in feite uit een normale desktop PC plus een monitor die in een console is ingebouwd. Het operating system is gewoon DOS en daarop draait als software softPLC/NC S1000. Deze software mag je beschouwen als de voorganger van het huidige TwinCAT." Specialisten van Beckhoff schreven zowel de apllicatiesoftware als de visualisering. De visualisering van de productie-installatie, die in secties is opgebouwd, werd in C geprogrammeerd.





Eenvoudiger onderhoud
Voor de I/O-communicatie werden destijds de Lightbus-modules M1400 voor digitale apparatuur en M2400 voor analoge apparatuur geselecteerd. Deze Lightbus-modules staan bij Armstrong zowel centraal in een aparte schakelkast als decentraal opgesteld. De diverse I/O-groepen zijn verspreid over de hele installatie gemonteerd en dienen voor de besturing van sensors en actuators. Door het gebruik van decentrale Lightbus-componenten is aanzienlijk bespaard op installatiekosten. Vanuit de schakelkast worden via Lightbus onder meer frequentieregelaars bestuurd die de snelheid van de rollenbanen regelen. Andreas Hülshorst, tegenwoordig werkzaam in de verkoop bij Beckhoff en destijds projectleider installatietechniek, nam in augustus 1999 de installatie in Hoogezand in bedrijf: "Heel bijzonder toen was dat de snelheid van elke rollenbaan regelbaar was. Het voordeel daarvan was dat afhankelijk van het proces de plafonddelen dichter bij elkaar of juist verder van elkaar vervoerd konden worden. De snelheid van de rollenbaan kon worden geregeld via de softPLC zonder dat de machinebouwer daarvoor ingewikkelde berekeningen moest uitvoeren."

Simpel uitbreiden met extra functies
Na de in bedrijfstelling hebben de technici van Armstrong het systeem diverse malen uitgebreid. "Het is heel makkelijk om de configuratie te veranderen of uit te breiden. Het gaat ook heel snel." Aldus Henk Duijm. "Tijdens het opstarten worden alle gegevens automatisch ingesteld. Je hoeft dus niet de apparatuur op de centrale modules te parametreren." Het zaagsysteem voor de platen bestaat uit een twee-assige zaag voor de lange kant en een vier-assige zaag voor de brede kant. De zaag wordt versteld met pool-omschakelbare motoren via de digitale Lightbus-module M1400. De absoluut encoders M3000 verzorgen de positiebepaling van de assen van de zagen. Een technisch hoogstandje is de drooginrichting voor de plafonddelen. Deze inrichting telt twaalf etages en wordt constant door middel van een lift gevuld met ruw plaatmateriaal en weer leeggehaald. De snelle aan- en afvoer is alleen mogelijk dankzij korte verwerkingstijden. Ook op dit onderdeel kon het Lightbus-systeem zijn kunstje laten zien.





Snel modulair uitbreidbaar en storingsvrij
Armstrong had verschillende redenen om te kiezen voor het Lightbus-systeem. Een belangrijk criterium was de uitbreidingsmogelijkheid door middel van een modulair systeem. Een andere eis was dat de hele installatie, waaronder het zaagsysteem, in twee weken tijd omgebouwd moest kunnen worden. Om zeker te kunnen zijn van een snelle montage en inbedrijfstelling in Hoogezand werd de installatie van tevoren bij de leverancier van het transportsysteem opgebouwd. Deze leverancier was machinebouwer Hüttenhölscher uit Verl (bij Gütersloh). "Alle componenten werden stuk voor stuk met Lightbus-I/O uitgerust en per sectie getest. Tijdens de uiteindelijke montage in de fabriek in Hoogezand hoefden de componenten in de installatie alleen nog maar verbonden te worden met glasvezel- en motorkabels", zo herinnert zich Henk Duijm de montage . "Andere argumenten ten gunste van de Lightbus waren het gemak qua bediening en de simpele uitbreidingsmogelijkheid door middel van integratie van extra modules in de glasvezelring." Verder speelde de immuniteit tegenover EMC-invloeden en de volledige, galvanische scheiding van de aangesloten modules een beslissende rol. "De schakelkasten staan opgesteld in een afgescheiden ruimte met een afstand tot het verst gelegen machinedeel van 160 m. De kabels van de encoders bij de zagen liggen in een gebied waar sterke EMC-invloeden heersen. Dat probleem is opgelost door het communicatiemedium dat in de Lightbus normaal is: de datatransmissie naar de absoluut encoders vindt plaats over (HCS-) glasvezelkabels en verloopt storingsvrij en probleemloos", aldus Andreas Hülshorst.





Bewezen techniek behoudt haar waarde
Andreas Hülshorst herinnert zich de beginperiode: "De Lightbus werd al in 1989 toegepast voor besturing van machines in de ramenbouw. Armstrong was een van de eerste klanten in de wereld van transportinstallaties met zaagtechniek." De inbedrijfstelling van de transportinstallatie vond plaats in augustus 1990; in september kon de productie van plafonddelen al van start gaan. In 2005 zal de productie worden verplaatst van Hoogezand naar Münster in Duitsland; de Lightbus-techniek blijft echter voor Armstrong behouden. Henk Duijm: "Na sluiting van de Nederlandse productielocatie wordt het aantal Europese productievestigingen van Armstrong teruggebracht naar drie stuks. Deze maatregel is noodzakelijk om de productiekosten omlaag te brengen en tegelijkertijd de totale productie te laten stijgen." Aangezien het productieproces van de plafonddelen voor het grootste deel hetzelfde blijft, zullen de machinedelen compleet met de Beckhoff PC-besturing en de Lightbus straks op de nieuwe locatie weer worden opgebouwd. "Normaal gesproken worden besturingen na ongeveer 10 jaar vervangen", stelt Henk Duijm. "Maar dat zal hier niet gebeuren. De Lightbus heeft zich namelijk ruimschoots bewezen en doet het nog steeds perfect.
We zullen wel nieuwe functies integreren. Daarvoor gebruiken we flexibele, modulaire busklemmen met Lightbus-buscouplers."

www.armstrong.nl
www.beckhoff.com/lightbus
www.beckhoff.com/ethercat