Standardisierte Maschinensoftware durch Integration von Motion und Logic VDMA-Tagung Steuerungstechnik 07.11.2005 Dipl.-Ing. Norbert Sasse Bosch Rexroth Electric Drives and Controls GmbH Produktmanagement Motion Control
Bosch Rexroth im Überblick Weltweite Präsenz in der Industrie- und Fabrikautomation mit allen relevanten Technologien Verkaufsnetz in über 80 Ländern 40 Produktionsstandorte in 13 Ländern Umfassendes technologisches Knowhow mit breitem Produktprogramm für Drive and Control-Lösungen Mitarbeiter in 2004: 26.383 Umsatz in 2004: 4.079 Mio., davon Ausgaben für F+E: 4,6 % Weitere Informationen unter www.boschrexroth.com 2
Standardisierte Maschinensoftware Agenda Integration von Motion und Logic Standardisierte Kommunikation für skalierbare Lösungen Engineering im Mittelpunkt der Automation Zusammenfassung der Weg zur passenden Lösung 3
Integration von Motion und Logic Modulare Maschinensoftware durch Motion-Logic Engineering Kommunikation Motion-Logic Elektromechanik Ablauf: SPS Technologie: Mechanik Elektronische Welle Ablauf: SPS Technologie: Elektronik/Software Motion-Logic Integration Ablauf + Technologie: Motion-Logic 4
Integration von Motion und Logic Architektur integrierter Laufzeitsysteme Engineering Kommunikation Motion-Logic Verschmelzung von SPS-Logik und Motion Control in integrierten Softwarearchitekturen Einbettung des Multitasking- SPS-Kern, programmierbar nach dem Standard IEC 61131-3 Motion-Logic-Datenschnittstelle für den direkten Parameterzugriff auf Antriebsdaten (Strukturen) Skalierbare Bibliotheken mit Bausteinen, Strukturen und Datentypen zur vereinfachten Handhabung des Gesamtsystems 5
Integration von Motion und Logic IEC 61131-3 und PLCopen Motion Control Engineering Kommunikation Motion-Logic Neueste Firmwarearchitekturen integrieren Zustandsmaschine und Bausteine der PLCopen Über standardisierte Motion-Funktionen können Einzelprozesse einheitlich beschrieben und implementiert werden Damit endlich möglich - die identische und flexible Verwendung virtueller Masterund realer Servoachsen 6
Integration von Motion und Logic Programmvorlagen auf Basis IEC 61131-3 Engineering Kommunikation Motion-Logic Anfang (Plc_Prog) Init Parametriermodus aktivieren Parameter initialisieren Betriebsmodus aktivieren Leistung zuschalten Referenz herstellen Auswahl Betriebsarten Automatik Leistung abschalten Ende Fehler Fehler Fehler Fehler Fehler Init Init Init Init Init Einrichten Manuell Abstrahierte Programmvorlagen auf Basis von standardisierten Funktionsbausteinen vereinfachen Initialisierung des Gesamtsystems Implementierung der Betriebsabläufe Fehlerbehandlung Datensicherung Einfache Erstellung maschinenspezifischer Bibliotheken Flexible Erweiterung und Anpassung durch den Anwender Fehler Fehler Init Init 7
Integration von Motion und Logic Technologieorientierte Branchenlösungen Engineering Kommunikation Motion-Logic Vereinfachte Umsetzung komplexer Prozesse über einsatzbereite Technologiebausteine Transparente Verwendung in SPS- Programmen mit Erweiterungsoption Schutz prozessspezifischer Lösungen des Maschinenherstellers Vereinfachte Erstellung der Varianten von Maschinen, Modulen und Anlagen Beschleunigte Reaktion auf Marktund Kundenbedürfnisse 8
Integration von Motion und Logic Beispiel Technologiefunktion Registerregler Engineering Kommunikation Motion-Logic Technologiefunktion ML_RegisterController Für alle Anwendungen mit synchronisiertem Materialfluß Implementierte Regelung Verarbeitung der Sensorik Berechnung des Korrekturwertes über P- or PI-Reglerstrukturen Kompensation von Sensor- Totzeiten Flexible Einstellungen wie z.b. Signal-Erwartungsfenster 9
Integration von Motion und Logic Modularisierung am Beispiel Flowwrapper Engineering Kommunikation Motion-Logic Maschinenmodul Motion-Logic-Funktionen Technologiebausteinen 10
Standardisierte Maschinensoftware Agenda Integration von Motion und Logic Standardisierte Kommunikation für skalierbare Lösungen Engineering im Mittelpunkt der Automation Zusammenfassung der Weg zur passenden Lösung 11
Standardisierte Kommunikation für skalierbare Lösungen Flexibilität in den Steuerungstopologien Kommunikation Motion-Logic Zentral Zentrale Maschinensteuerung Subsystem Subsystem Zentral/Dezentral Topologien Modul Dezentral Modul Unterschiedliche Lösungskonzepte verlangen nach durchgängigen Plattformen mit identischer Anwender-Funktionalität Offene Standards in der Programmierung von Motion und Logic reduzieren die Aufwände beim Topologiewechsel Engineering Vereinheitlichung der Kommunikationsschnittstellen ist der Schlüssel zu flexiblen Steuerungstopoplogien 12
Standardisierte Kommunikation für skalierbare Lösungen Ethernet als einheitliches Medium Engineering Kommunikation Motion-Logic HMI Steuerungen (Leitsystem) Steuerungen (Verbund) Peripherie Antriebe Unterschiedliche Systemprofile Uneinheitliche Schnittstellen und Protokolle zur Kommunikation zwischen Steuerungen Herstellerspezifische Implementierung der Antriebskommunikation Heute Ethernet/Feldbus Feldbus/Ethernet Feldbus/Ethernet Feldbus SERCOS/Feldbus Morgen Ethernet Ethernet Ethernet Ethernet Ethernet Datentransparenz vom Leitsystem bis zur dezentralen Modulsteuerung, vertikal von Modul zu Modul, horizontal vom HMI bis zum Antrieb Offene Kommunikationsstandards für durchgängige Topologien Ethernet als einheitliches Medium des gesamten Steuerungsnetzwerks 13
Standardisierte Kommunikation für skalierbare Lösungen SERCOS interface der internationale Standard Engineering Kommunikation Motion-Logic Die Vorteile... harte Echtzeit mit geringem Jitter (< 1µs) hocheffizientes Kommunikationsprotokoll transparente Parametrierung über ein standardisiertes Identnummersystem Applikationsprofile (z.b. Pack Profile) internationaler Standard IEC EN 61491... mit SERCOS III auf 100 Mbit-Ethernet kostengünstige und schnelle Bustopologie Redundanz durch optionale Ring-Struktur offener IP-Kanal für Standard-Protokolle... und erweiterten Funktionen direkte Querkommunikation zwischen Master- und Slave-Steuerungen erweiterte Geräteprofile für E/A-Integration integrierte Sicherheit mit SERCOS safety 14
Standardisierte Kommunikation für skalierbare Lösungen Einfachheit in der Anwendung Engineering Kommunikation Motion-Logic Beispiel: Rexroth IndraWorks MLC Übersichtlicher Zugriff auf alle Motion-Parameter über SERCOS- Identnummern Konfigurierbare Listendarstellung von Parametern für Inbetriebnahme, Service und Diagnosen Direkte Verwendung von Parametern in SPS-Programmen über Direktvariablen und Strukturen 15
Standardisierte Maschinensoftware Agenda Integration von Motion und Logic Standardisierte Kommunikation für skalierbare Lösungen Engineering im Mittelpunkt der Automation Zusammenfassung der Weg zur passenden Lösung 16
Engineering im Mittelpunkt der Automatisierung Beschleunigtes Engineering durch Frameworks Motion-Logic Durchgängiger Workflow von Projektierung bis Inbetriebnahme Integration der Software-Tools für alle Motion-Logic-Aufgaben mit intuitiver Bedienbarkeit Engineering Kommunikation Transparenz und Wiederverwendbarkeit von Projektdaten über einheitliche Schnittstellen und Datenbasis Vereinfachung von komplexen Prozessen in mechatronischen Lösungen Reduzierung von Zeit und Kosten im gesamten Engineeringprozess 17
Engineering im Mittelpunkt der Automatisierung Beispiel eines Software-Frameworks Motion-Logic Symbolleisten Engineering Kommunikation Diagnosen Projektnavigator Beispiel: Rexroth IndraWorks Gerätebibliothek Toolbereich Einbindung eines 3rd-Party-Tools mit FDT/DTM 18
Engineering im Mittelpunkt der Automatisierung Projektierung am Beispiel Druckmaschine Engineering Kommunikation Motion-Logic Direkte Abbildung der gewählten Steuerungstopologie im Projektexplorer Einheitliche Bearbeitung von Motion, Logic, Peripherie und Kommunikation in einer durchgängigen Baumstruktur Transparenter Zugriff auf alle Gerätedaten und Softwaremodule über Bibliotheken 19
Engineering im Mittelpunkt der Automatisierung Vorteilhaftes Engineering am Beispiel PLCopen Motion-Logic Engineering Kommunikation Beispiel: Rexroth IndraWorks Basisparametrierung über dialoggestützte Agenten Eingabe von zyklisch veränderten Antriebswerten über standardisierte Funktionsbausteine Zugriff auf alle Motion-Parameter über Strukturen und Direktvariablen 20
Engineering im Mittelpunkt der Automatisierung Standards im Engineering Engineering Kommunikation Motion-Logic Offene Applikationsschnittstellen zur Einbindung von Tools und Erweiterungen durch den OEM Einheitliche Anwenderschnittstelle für Motion-Logic konform zu heutigen SPS-Standards Offenheit in der Kommunikation durch Unterstützung weltweiter Industriestandards Verwendung zukunftssicherer Basissoftware für Betriebssystem, Middleware und Anwendung 21
Standardisierte Maschinensoftware Agenda Integration von Motion und Logic Standardisierte Kommunikation für skalierbare Lösungen Engineering im Mittelpunkt der Automation Zusammenfassung der Weg zur passenden Lösung 22
Standardisierte Maschinensoftware Der Weg zur passenden Lösung Modularisierung und Standardisierung von Maschinensoftware führt zu Kostenvorteilen über integrierte Motion-Logic-Systeme einheitliche Laufzeitsysteme Implementierung der Prozesse über Technologiefunktionen Standards IEC 61131-3 und PLCopen durchgängige Kommunikation Skalierbarkeit der Lösungstopologien Ethernet in der Produktion Verwendung offener Standards beschleunigtes Engineering Wiederverwendbarkeit der Projektdaten im gesamten Engineering-Workflow Tool-Integration in Software-Frameworks auf Basis heutiger IT-Standards 23
Standardisierte Maschinensoftware Danke für r Ihre Aufmerksamkeit Besuchen Sie Bosch Rexroth auf der SPS/IPC/DRIVES 2005 24