Beckhoff Applicaties:

CSi kiest voor modulaire bouw pallettiseermachines met Profibus


Machinebouwer CSi in Raamsdonksveer levert pallettiseermachines volgens een modulair concept. Hun 'Machine Control Concept' integreert soft-PLC's, PROFIBUS met mechanica, hardware en software tot een custom-made mechatronica-product.

Maximale flexibiliteit is tegenwoordig eis nummer 1 bij grote gebruikers van productiesystemen. Dat heeft te maken met de steeds kortere levensduur van producten en hun verpakking. Daarbij komen tracking en tracing, het volgen van een product in de lijn tot aan de detailhandel. Vanwege de complexiteit en de omvang van de dataverwerking zijn daarvoor industriŽle PC's en soft-PLC's noodzakelijk. Al deze eisen maakt het bouwen van tailor-made installaties erg kostbaar. Mark van de Klundert, manager R&D van CSi, geeft aan hoe het mogelijk is om tegen aanvaardbare kosten tailor-made installaties te bouwen. "Zoiets kan alleen binnen een modulair systeem. Op die manier maken we een standaard product met een hoge flexibiliteit. Daarbij komt dat we sneller kunnen produceren vanuit proven technology." De standaardisering heeft betrekking op de besturing van complexe lijnen. Voor CSi is het bouwen en installeren van een besturingssysteem plug and play. "De besturing is nu zo simpel dat er geen training voor operators meer nodig is. Ook niet voor het wijzigen van instellingen en routings." Een extra voordeel van de modulaire opbouw is de mogelijkheid om de totale palettisseermachine om te bouwen en uit te breiden zonder ingewikkeld programmeerwerk.

IEC 61131-3
De veldbus en remote I/O's zijn volgens Van de Klundert niet meer te stuiten. "Momenteel wordt zo'n 25% van de nieuwe installaties met veldbussen uitgerust. Binnen vijf jaar heeft driekwart van de installaties dat." De tweede trend is de overschakeling van de PLC naar de industriŽle PC waarop een soft-PLC is geÔnstalleerd. CSi stapte met het nieuwe Machine Control Concept over op de universele programmeertaal IEC 61131-3, waarmee systemen van verschillende leveranciers vrijwel volledig compatible zijn. "Het grote voordeel van de 1131 is de combinatie van oude en nieuwe talen, geÔntegreerd in ťťn standaard. Hierdoor kunnen programmeurs gemakkelijk van oude naar nieuwe talen switchen en andersom." Daarnaast is het volgens Van de Klundert een enorm krachtige programmeertaal. 'Bij de tijd zijn' betekent het toepassen van grafische interfaces en de koppeling aan modems, intranet of internet. IEC 61131-3 zorgt voor de I/O's en de machinefuncties; de Visual Basic applicatie voor de grafische interfaces. Deze zijn in het nieuwe concept van CSi via OCX/ADS "real time" met elkaar verbonden.




Integraal concept
De werkwijze van CSi is een goed voorbeeld van de steeds sterker wordende integratie van industriŽle automatisering en ICT. Mark van de Klundert: "Integratie betekent voor ons het samenbrengen van de Visual Basic software, de IEC 1131 software, het Twincat Soft PLC platform, de IPC hardware, de standaard besturingskast, de standaard plug and play bekabeling in de bus en de volledige mechanica." Uiteraard gaan alle I/O's via PROFIBUS waardoor de bekabeling tot een minimum is teruggebracht. Dankzij het plug- en play-systeem kunnen de monteurs de installatie zonder elektriciens opbouwen. Alle sensoren en actuatoren worden met stekkers verbonden. "Wij halen onze tijdbesparing doordat alles in ťťn keer goed is en er geen klemmetje fout aangesloten kan worden", aldus Van de Klundert. Ook de veiligheidsbesturing is volgens categorie 3 geÔntegreerd in het besturingsconcept.

Respons- en cyclustijd
Soft-PLC's zorgen binnen een industriŽle PC voor een vrijwel ongelimiteerde ruimte voor het programma en data. Daarnaast is de responstijd van een soft-PLC veel korter dan bij een 'gewone' PLC ťn is de cyclustijd altijd gelijk. Volgens Industrial Automation Link in Haarlem is dat ťťn van de grote voordelen van een soft-PLC als TwinCat. TwinCAT werkt met real time multi tasking. Een normale PLC scant bij elke cyclus al zijn I/O's en afhankelijk van de belasting verandert de cyclustijd. Zeker als de PLC op dat moment communiceert, kan de cyclustijd snel oplopen, waardoor de machinefuncties verminderen. Bij TwinCAT van Beckhoff worden deze taken gelijktijdig en - qua belasting - onafhankelijk van elkaar uitgevoerd. Voor de besturing betekent dit dat elke taak binnen de vastgestelde scantijd wordt uitgevoerd. CSi werkt met scantijden van 2 tot 5 milliseconden, iets wat met een traditionele PLC vrijwel onmogelijk is. Voor het scannen zijn twee kanalen beschikbaar (sample rates), waardoor voor een deel van de processen de scantijd extra verkort kan worden. Een bijkomend voordeel van het op Microsoft NT gebaseerde TwinCAT is dat voor het programmeren geen aparte apparatuur nodig is. Dat kan direct vanaf het scherm.




Bediening
Op de industriŽle PC draait ook Scada-software en het bedieningssysteem. CSi ontwikkelde in Visual Basic een Human Machine Interface-software onder de naam Eagle 2000+. Dit omvat de grafische informatie voor de operator, een 'edit-module' en een onderhoudsprogramma. De machine kan bediend worden zonder training. Alle instructies worden op het scherm logisch gepresenteerd en er is altijd een "on line" help. Het onderhoudsprogramma houdt het aantal draaiuren van de installatie bij en waarschuwt wanneer onderhoud nodig is. Ook worden de storingen bijgehouden. Deze software kan men koppelen aan internet of andere communicatiemiddelen, waardoor een externe onderhoudsdienst automatisch bericht krijgt dat onderhoud nodig is. De onderhoudsmonteur kan ook alle manuals van bijvoorbeeld servosystemen on line oproepen. Deze zijn opgeslagen in de IPC of bereikbaar via hyperlinks.

Hardware
Het standaard control platform bestaat uit een industriŽle PC van Beckhoff met een Pentium III 700 MHz processor. Daarnaast zijn er ťťn of meer PROFIBUS-loops en op aanvraag RS 422-interfaces voor het lezen van barcodes. In alle systemen wordt steeds hetzelfde touch screen interface geplaatst. De standaardisering zie je terug in de besturingskast, die zowel qua afmeting als qua indeling voor alle installaties gelijk is. De inhoud bestaat uit dezelfde IPC-configuratie en power supply 24 en 400 V. Verder zijn er plaatsen voor standaard servo's voor de motion control systems. Door PROFIBUS is de kast ook veel kleiner en minder complex. De kast wordt eenvoudig getekend in AutoCad. In het veld wordt alleen gewerkt met de 12 MB veldbus van PROFIBUS.

CSi Industries, Raamsdonksveer