SPS/IPC/DRIVES 2005 FRANZIS

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1 Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Klaus Bender, TU München Prof. Dr.-Ing. habil. Günther Brandenburg, TU München Prof. Dr.-Ing. Rolf D. Schraft, Fraunhofer Institut Stuttgart SPS/IPC/DRIVES 2005 SPS/IPC DRIVES Elektrische Automatisierung Systeme und Komponenten Fachmesse & Kongress Nov Nürnberg Veranstalter: Mesago Messemanagement GmbH Stuttgart mit CD-ROM FRANZIS

2 Inhaltsverzeichnis Offenes Ethernet in der Automatisierung Dr. Peter Wenzel, Profibus Nutzerorganisation e.v., Karlsruhe Dr. Hans-Peter Leren, Bosch Rexroth AG, Erbach Neue Applikationen mit Profinet 16 Karsten Schneider, Xaver Schmidt, Siemens AG, Nürnberg Entwicklungsbegleitende Unterstützung bei der Realisierung ethernetbasierter Feldgeräte 20 Daniel Großmann, Technische Universität München Markus Bechter, Technische Universität München Inbetriebnahme und Diagnose von Industrial Ethernet 27 Andreas Zirkler, TU München, Garching Jenseits 5 khz: neue Lösungen dank ultra-schneller Ethernet-Feldbustechnologie 34 Martin Rostan, Beckhoff Industrie Elektronik GmbH, Nürnberg Integration des INTERBUS-Systems in PROFINET 40 Frank Knafla, INTERBUS Club Deutschland e.v., Blomberg Funktionsweise der geplanten Kommunikation bei PROFINET IO mit IRT 48 Dr Matthias Wenk, Siemens AG, Erlangen Diagnose, Wartung, Überwachung Frank Ganssloser, Ingenieurbüro Ganssloser. Tübingen Device Management in der Industrieautomatisierung 57 Ralf Fachet, Wind River GmbH, Karlsruhe Steuerungsintegriertes Wartungs- und Diagnoseexpertensystem 59 Prof. Holger Möller, FH Albstadt-Sigmaringen, Albstadt Web-basierte Informationsintegration zur Unterstützung von Inbetriebnahme und Wartung 69 Dr. Thomas Dreyer, RACOS GmbH, Konstanz Hans-Martin Helms, RACOS GmbH, Konstanz

3 Sicherheit (Security) in Ethernet-Anwendungen Dieter Westerkamp, VDI GMA, Düsseldorf Security in Industrial Communication 78 Ralf Fachet, Wind River GmbH. Karlsruhe IT-Sicherheitskonzept für Prozessleitsysteme 80 Johannes Seidl, InfraServ Gendorf, Kastl Sicherheit in Automatisierungsnetzwerken 89 Oliver Puls. Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg Antriebsplattformen Dr. Edwin Kiel, Lenze AG, Aerzen Parallelschaltung von Niederspannungsumrichtern: Systemarchitektur, Softwarestruktur und Anwendungen 94 Dr. Armin Wolfram, Siemens AG, Erlangen Servoantriebssystem nach dem Baukastenprinzip 103 Frank Lorch, Lenze Drive Systems GmbH, Aerzen Dr.-Ing. Edwin Kiel, Lenze Drive Systems GmbH. Aerzen Technologieunabhängige Steuerungs- und Regelungsplattform für elektromechanische, hydraulische und pneumatische Aktuatoren 112 Waldemar Warkentin, Parker-Hannifin GmbH & Co KG. Offenburg Dr.-Ing. Roland Bublitz, Parker-Hannifin GmbH & Co KG. Offenburg Dezentrale Automatisierung für elektro-hydraulische Antriebe 119 Reinhold Schneider, Bosch Rexroth AG, Lohr Modulare Automatisierung und Antriebstechnik mit Echtzeit-Ethernet 126 Dr.-Ing. Georg Sztefka, Baumüller Nürnberg GmbH, Nürnberg Applikationsoptimale Dimensionierung des Überlastverhaltens von Servoantriebseinheiten (Verstärker/Getriebe/Motor/Tools) für den differenzierten Einsatz in Schwerlast- als auch massenträgheitsarmen Servoanwendungen 132 Michael Gutmann, SEW Eurodrive, Bruchsal

4 Kommunikation/Sicherheitstechnik Stefan Pollmeier, ESR Pollmeier GmbH, Ober-Ramstadt Integration der Sicherheitstechnik in zukünftigen Servoumrichter-Generationen 141 Stefan Witte. Lenze Drive Systems GmbH, Aerzen Sicherheitskonzept für sichere Echtzeitkommunikation mit SERCOS 150 Jochen Ost, Bosch Rexroth AG, Lohr Olaf Kunz, Bosch Rexroth AG, Lohr Wolfgang Rüppel, Bosch Rexroth AG, Lohr Generische Antriebsschnittstelle in der IEC Dr.-Ing. Michael Franke, Siemens AG, Erlangen Motion Control/Produktionsmaschinen Prof. Dr. Günther Brandenburg, Technische Universität München Hochdynamische Antriebe bei Werkzeugmaschinen in Wechselwirkung mit der mechanischen Struktur 168 Prof. Dr.-Ing C. Brecher, WZL, RWTH Aachen, Aachen Thorsten Ostermann, RWTH Aachen. Aachen Standardisierung von Maschinenfunktionalitäten für Verpackungsmaschinen am Beispiel der Eintaktung 187 Carsten Krämer, ELAU AG, Marktheidenfeld Andre Uhl, ELAU AG, Marktheidenfeld Dr.-Ing. Thomas Cord, ELAU AG, Marktheidenfeld Maschinenspezifische Automatisierungspakete reduzieren Entwicklungskosten von Verpackungsmaschinen 193 Maximilian Zeyfang, Siemens AG, Erlangen Wireless-Kommunikation in der Automatisierung Dr Reinhard Hüppe, ZVEI Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.v., Frankfurt Martin Müller, Interbus Club Deutschland e.v., Blomberg Wartungsfreie Funksensoren für die Automobil- und Automationsindustrie 202 Dr Wolfgang Heller, EnOcean GmbH. Oberhaching 10

5 Funkübertragung in der Sicherheitstechnik 209 Matthias Brinkmann, SafetyBUS p Club International e.v.. Ostfildern Thomas Kramer, SafetyBUS p Club International e.v., Ostfildern Erfahrungen beim industriellen Einsatz von Bluetooth als Wireless- lo-lösung 215 Jürgen Weczerek, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg Universelle Funkplattform für Feldbussysteme 223 Michael Fuhs, Fachhochschule Bochum, Bochum Wireless-Technologien in der Automatisierung - von IWLAN bis GPRS 232 Volker Albrecht, Siemens AG, Nürnberg Integration von CAN-und Profibus-Datenquellen in ein WLAN 239 Kerstin Gerhardt, SSV Embedded Systems. Hannover Safety Klaus Stark, PILZ GmbH & Co. KG sichere Automation. Ostfildern Dr. Peter Christiani, Festo AG & Co. KG, Esslingen Sicherheit ist mehr als ein Produkt - Sicherheitsanforderungen und Benutzerfreundlichkeit müssen sich ergänzen 246 Carsten Gregorius, Pilz GmbH & Co KG. Ostfildern Fehlersicher automatisieren mit Profinet und Profisafe 252 Ulrich Kaus, Siemens AG, Nürnberg. Deutschland Erfahrungsbericht zu busgestützter Sicherheitstechnik im Vergleich zu konventioneller Sicherheitstechnik im Anlagenbau 258 Torsten Gast, Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg Anwenderprogrammierte Sicherheitsfunktionen - Ein Überblick über Anforderungen und Lösungen 263 Dr. Michael Huelke, Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitsschutz (BGIA). Sankt Augustin Neue Lösungsansätze der Positionserkennung mit berührungslosen Sicherheitssensoren 272 Heiko Krebs, SICK AG, Waldkirch Methoden und Prinzipien der sicherheitsgerichteten Überwachung von Antrieben 277 Thomas Peter, Pilz GmbH & Co. KG, Ostfildern

6 Engineering Dr. Ronald Schoop, Schneider Electric GmbH, Seligenstadt Mark Russ, Prof. Bender, Technische Universität München Was bringt FDT 1.2.1? 280 Martin Zähringer, M&M Software GmbH, St. Georgen Software-Ergonomie als Wettbewerbsvorteil 289 Dr.-Ing. Rainer Stetter, ITQ GmbH, München Firmenspezifisches Sicherheitsmanagement nach der IEC Udo Hug, InfraServ Wiesbaden Technik GmbH & Co. KG. Wiesbaden Systematisches Re-Engineering bestehender Steuerungsprogramme auf der Basis formaler Beschreibungen 301 Prof. Georg Frey, TU Kaiserslautern, Kaiserslautern Mohammed Bani Younis, TU Kaiserslautern, Kaiserslautern Von der digitalen Fabrik zur realen Produktion 310 Maximilian Sackerer, Siemens AG, Nürnberg Dr. Wolfgang Schlögl, Siemens AG, Nürnberg Engineering und Dokumentation elektrotechnischer Anlagen mit objektorientierten Systemen 320 Reinhard Knapp, AUCOTEC AG, Hannover Web-Technologien in der digitalen Fabrik Michael Hopf. Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Stuttgart Andrea Reinhard, Herbert Wegmann. Siemens AG, Nürnberg Implementing Web Services in Embedded Systems 324 Dr. Basam Elia, QNX Software Systems/PR-Agentur stautner & stautner. Grünwald Grenzen der Web-Technologie im industriellen Umfeld 329 Walter Meier, bfa Solutions ltd, Schwerzenbach, Schweiz How web technologies can be used to power a real-time plant-wide portal? 335 Dr. Bernard Cubizolles, GE Fanuc, Echternach, Luxembourg Neue XML Interfaces - Selbstbeschreibende Anlagenschnittstellen zur Plug&Play Datenakquisition 342 Benjamin Abraham, AIS Automation Dresden GmbH. Dresden Welche Chancen bringt OPC Unified Architecture? 347 Jürgen Lange, Softing AG, Haar 12

7 Kopplung Digitale und reale Fabrik 353 Dr.-Ing. Arno Ritter, Fraunhofer IPA, Stuttgart Lars Illenberger, Fraunhofer IPA, Stuttgart Prof. Rolf Dieter Schratt, Fraunhofer IPA, Stuttgart Motion Control/Kleinantriebe Dr. Rainer Lessmeier, BSHG Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH. Regensburg Robustes Autotuning von Positionsregelkreisen bezüglich typischer Lastfälle 362 Dr. Jürgen Kirchhof, maxon motor ag, Sachsein, Schweiz Michael Schroff, maxon motor ag, Sachsein. Schweiz Rastmomente - Grenzen und Möglichkeiten der Kompensation 371 Dr. Lars Larsson, TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG, Hamburg Schrittmotor mit integrierter Ansteuerung und Geber als Alternative zum Servoantrieb 380 Holger Ruhland, IMS Europe GmbH, Ottendorf-Okrilla Gerhard Kocherscheidt, IMS Europe GmbH, Ottendorf-Okrilla Motion Control/Antriebsregelung Dr. Peter Heidrich, Baumüller Nürnberg GmbH, Nürnberg Regelsystem für einen Positionierantrieb mit elastischem Antriebsstrang 388 Mathias Gutemann, Universität Stuttgart, Stuttgart Regelung hochdynamischer Antriebssysteme mit ausgeprägten mechanischen Resonanzen 397 Dr. Ladislav Kucera, Triamec AG, Cham, Schweiz Resonanzfreies Positionieren in mehreren Achsen 406 Branislav Vranka, Fachhochschule Heilbronn, Heilbronn Motion Control/Direktantriebstechnik Josef Gißler, Parker Hannifin GmbH, HAUSER Division, Offenburg Methoden zum Entwurf, Bewertung und Optimierung mechatronischer Konzepte mit elektrischen Maschinen 413 Dr. Dirk van Riesen, RWTH Aachen Prof. Kay Hameyer, RWTH Aachen Dr. Francois Henrotte, RWTH Aachen Dr. Christoph Schlensok, RWTH Aachen 13

8 Indirekte Messung der winkelabhängigen Drehmomentkonstante kt für Direktantriebe 422 Prof. Jens Onno Kräh, FH-Köln, Köln Georg Jaskowski, Danaher Motion GmbH, Düsseldorf Reduzierung der Kraftwelligkeit synchroner Lineardirektantriebe durch Optimierung der Kommutierung 431 Prof. Christof Röhrig, Fachhochschule Dortmund, Dortmund Torquemotoren als Direktantriebe in Produktionsmaschinen: Leistungsmerkmale, Einsatzmöglichkeiten, Grenzen 440 Dr.-Ing. Hans-Jürgen Wehner, Baumüller Nürnberg GmbH, Nürnberg Positionserfassung in hochdynamischen Servoantrieben 451 Dr.-Ing. Jens Kummetz, DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH, Traunreut Bewertung von Positionsmesssystemen für Linearantriebe 463 Dr. Jürgen Kiel, LUST-Antriebstechnik, Lahnau Dr. Stephan Beineke, LUST-Antriebstechnik, Lahnau Dr. Alexander Bahr, LUST-Antriebstechnik, Lahnau Wirtschaftliche und sichere Integration von linearen Direktantrieben bereits ab geringen Achszahlen 473 Lothar Berger, SEW-EURODRIVE GmbH & Co., Bruchsal Gerhard Dittes, SEW-EURODRIVE GmbH & Co., Bruchsal Rainer Pfaff, SEW-EURODRIVE GmbH & Co., Bruchsal Dezentrale Automatisierung Edmund Segl, ICTGmbH Gesellschaft für Automatisierungstechnik, Grasbrunn Software-Agenten in der Leittechnik der Zukunft 482 Dr.-Ing. Olaf Sauer, Fraunhofer IITB, Karlsruhe Dezentrale Steuerung für Materialflusssysteme am Beispiel von Stückgutförderund Sortieranlagen 490 Prof. Michael ten Hompel, Universität Dortmund, Dortmund Sergey Libert, Universität Dortmund, Dortmund Uwe Sondhof, Universität Dortmund, Dortmund Sensorsonden für Sicherheits- und Bewachungsroboter - Eine experimentelle Untersuchung 500 Kai Pfeiffer, Fraunhofer IPA, Stuttgart Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c, Rolf Dieter Schraft, Fraunhofer Institut, Stuttgart 14

9 Offene Steuerungsarchitekturen in der Anwendung Roland Bent, Phoenix Contact GmbH & Co.KG, Blomberg Kooperierende Industrieroboter mit ethernetbasierter Echtzeitkommunikation 507 Veit Rückel, Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen Prof. Klaus Feldmann, Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen Durchgängigkeit von SAP bis zum Sensor für Produktion und Verpackung 514 Dr.-Ing. Martin Lutz, Proleit AG, Herzogenaurach Integration von Robotern in eine zentrale Steuerungsarchitektur für die Automatisierung von Verpackungsmaschinen 519 Reiner Volk, ELAU Elektronik Automations AG, Marktheidenfeld Andre Uhl, ELAU Elektronik Automations AG, Marktheidenfeld Dr.-Ing. Thomas Cord, ELAU Elektronik Automations AG, Marktheidenfeld Mechatronik Prof. Dr. Walter Schumacher, Technische Universität Braunschweig Rapid Prototyping durch mechatronische Simulatorkopplung" 528 Alexander Schmitt, Bosch Rexroth AG, Lohr am Main Matthias Wahler, Bosch Rexroth AG, Lohr am Main Systematischer Entwurf mechatronischer Systeme für Be- und Verarbeitungsmaschinen 539 Dr.-Ing. Elmar Schäfers, Siemens AG, Erlangen Maßnahmen und Einrichtung zur Erhöhung der Antriebssteifigkeit von Linearachsen bei impulsförmiger Belastung 548 Volker Piwek, Universität Bremen, Bremen Prof. Bernd Kuhfuß, Universität Bremen, Bremen Aktives Magnetlager mit integrierten Lagesensoren und KALMAN-Filter 558 Thomas Schuhmann, TU Chemnitz, Chemnitz Prof. Wilfried Hofmann, TU Chemnitz, Chemnitz Prof. Ralf Werner, Hochschule Mittweida, Mittweida Sensorlose Zustandsregelung zur Verschleiliminderung 567 Prof. Ulrich Beckert, TU Bergakademie Freiberg. Freiberg Henri Arnold, TU Bergakademie Freiberg, Freiberg Neuartige Drehzahlnachbildung zur sensorlosen Drehzahlregelung von schnelldrehenden Asynchronmaschinen 576 Martin Braun, Universität Stuttgart, Stuttgart Dr.-Ing. Stephan Rees, Universität Stuttgart, Stuttgart 15