Durchgängige Automatisierung für Kunststoff- und Verpackungsmaschinen
Plastics meets Packaging
PC-based Control als Steuerungsstandard für Plattenextrusionsmaschinen
Graham Engineering, Pennsylvania, USA
Kunststoffprodukte sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken und die Nachfrage ist trotz anhaltenden Diskussionen über Ressourcenschonung weiter steigend. Die Forderungen nach einer nachhaltigen Produktion von Kunststoffen und einer Kreislaufwirtschaft machen sich aber verstärkt als Treiber innovativer Technologien und Verfahren in der Branche bemerkbar. Die Anforderung an Kunststoffmaschinen hinsichtlich einer hohen Produktqualität und Effizienz bei gleichzeitig reduziertem Ressourcenverbrauch werden mit innovativer Steuerungstechnologie von Beckhoff in allen Applikationen erfüllt: vom Spritzgießen über Blasformen und Extrusion bis hin zum Thermoforming.
Ihr Vorsprung in der Kunststoffindustrie mit Beckhoff:
- Wettbewerbsvorteile durch innovative Technologien und branchenspezifische Produktentwicklungen
- durchgängige Komplettlösung für alle Kunststoff-Applikationen
- kompetente Beratung dank tiefgehendem Branchen-Know-how
- nahtlose Anbindung branchentypischer Standards nach Euromap und OPC UA
Kunststoffmaschinen optimieren mit PC-based Control
Unsere Technologien für Ihre Kunststoffmaschine
PC-based Control optimiert Kunststoffmaschinen
Die offene, PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff bietet für alle Bereiche der Automatisierung von Kunststoffmaschinen umfassende Lösungen in verschiedenen Leistungsklassen an. Das Prinzip: Auf der Hardwareseite nutzt PC-based Control frei skalierbare Industrie-PCs für sämtliche Steuerungsaufgaben. Dazu gehören Prozesssteuerung, HMI-Anbindung und Motion Control ebenso wie alle Aufgaben in den Bereichen Robotik, Safety und Messtechnik oder Vision und IoT-Anbindung. In Kombination mit der modularen und echtzeitfähigen Softwareplattform TwinCAT und der ultraschnellen Kommunikation via EtherCAT erhalten Sie mit PC-based Control eine ebenso leistungsstarke wie zukunftsfähige Automatisierungslösung für Ihre Kunststoffmaschine.
Als offene Automatisierungsplattform ermöglicht PC-based Control die nahtlose Integration von Euromap und gewährleistet so die zuverlässige Maschine-zu-Maschine-Kommunikation heterogener Anlagenteile sowie die sichere Datenkommunikation zu übergeordneten Systemen. Von einzelnen Komponenten bis hin zur Komplettlösung profitieren Sie dabei von unserer Expertise in der Kunststoffverarbeitung – ganz gleich, ob es um neue Maschinenserien oder um die Nachrüstung bestehender Anlagen geht.
EtherCAT: Weltstandard für Kunststoffmaschinen
Die EtherCAT-Technologie wurde 2003 von uns auf den Markt gebracht und als offener Standard der Automatisierungstechnik zur Verfügung gestellt. Mit herausragender Leistung, flexibler Topologiewahl, umfangreicher Diagnose und einfacher Konfiguration eignet sich EtherCAT optimal für den Einsatz in Kunststoffmaschinen. Wir liefern die größte Anzahl von EtherCAT-kompatiblen Automatisierungsmodulen sowohl für I/Os als auch für die Antriebstechnik.
In der Kunststofftechnik gehört EtherCAT zu den am meisten genutzten Standards. Es steht eine große Anzahl EtherCAT-kompatibler Sensoren und Aktoren im Markt zur Verfügung, wodurch eine hohe Investitionssicherheit gewährleistet ist. Besonders interessant für elektrisch angetriebene Spritzgießmaschinen ist die problemlose Anbindung von Verstärkern von Drittanbietern. Auch andere Feldbussysteme können als Kommunikationslayer über EtherCAT eingebunden werden.
TwinCAT: durchgängige Engineering- und Steuerungsplattform
TwinCAT 3 ist die Softwareplattform für die PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff. Damit verwandeln Sie Industrie-PCs in effiziente Echtzeitsteuerungssysteme für alle Engineering- und Laufzeitprozesse, die Sie für die Automatisierung Ihrer Kunststoffmaschinen benötigen. Sprich: Mit TwinCAT realisieren Sie die komplette Steuerungsintelligenz auf einer Plattform. Dafür ist die Automatisierungssoftware von Haus aus modular aufgebaut und um zahllose Funktionen erweiterbar. Das ist der Schlüssel zu flexiblen und hoch performanten Automatisierungslösungen. Denn als zentrale Plattformlösung setzt TwinCAT marktweit die Maßstäbe im Hinblick auf Tempo, Synchronisation, einfache Bedienung und Skalierbarkeit.
Ihre Vorteile mit TwinCAT:
- zentrale Software-Plattform für alle anwendungsspezifischen Engineering- und Steuerungsaufgaben in der Kunststoffindustrie
- nahtlose Integration von Euromap als standardisierte M2M-Schnittstelle
- inklusive umfassender Bibliotheken – beispielsweise für Analytics-Aufgaben im Bereich Messtechnik, für Motion Control oder Roboterkinematiken
- TwinCAT Plastic Framework als branchenspezifische Software-Toolbox
Unsere Produkt-Highlights für Ihre Kunststoffmaschine
Software-Toolbox für innovative Kunststoffmaschinen
Der Aufwand für die Entwicklung und Umsetzung von effizienten Steuerungslösungen für Kunststoffmaschinen ist hoch. Deshalb bieten wir Ihnen mit unserem TwinCAT 3 Plastic Framework eine modulare Software-Toolbox mit branchenspezifischen Lösungen an, die den Entwicklungsaufwand auf ein Minimum reduzieren. Damit sichern Sie sich bereits im Engineering einen Wettbewerbsvorsprung.
Das Plastic Processing Framework (TF8540) ermöglicht die softwaregesteuerte Temperaturregelung in Kunststoffmaschinen. Mit dem Plastic HMI Framework (TF8550) steht ein HMI-Paket mit grafischen Objekten und einer großen Auswahl an Funktionen und Controls für Prozesse in der Kunststoffverarbeitung zur Verfügung. Die Plastic Technology Functions (TF8560) bieten Software-Bausteine für typische Motion-Anwendungen in Kunststoffmaschinen.
Ihre Vorteile mit dem TwinCAT Plastic Framework:
- Minimierter Entwicklungsaufwand: reduziert Aufwand und Kosten im Engineering.
- Kürzere time to market: Anwendungsspezifische Lösungen beschleunigen Entwicklung und Inbetriebnahme.
- Zentrale Engineering-Plattform: Branchentypische Lösungen für Programmierung, Visualisierung und Steuerung.
Multitouch-Panel-PCs für Ihre Kunststoffmaschine
Die speziell für die Kunststoffindustrie entwickelten Multitouch-Panel-PCs CP22xx und CP32xx sind die perfekte Ergänzung zum TwinCAT 3 Plastic Framework. Mit einem 19-Zoll-Display bietet sie Ihnen ausreichend Platz zur Steuerung Ihrer Kunststoffmaschine. Die frei konfigurierbare Tastererweiterung, das integrierte Steuerrad und die Vielzahl an LEDs bieten eine hohe Flexibilität zur Ansteuerung der Machine. Der Not-Halt-Schalter sorgt für die nötige Sicherheit. Die Benutzerverwaltung kann über den eingebauten RFID-Reader realisiert werden, um die Anmeldung in der Steuerung zu erleichtern.
Mit dem CP2219-1025-0030 steht eine Einbau-Variante zur Verfügung. Das CP3219-1093-0030 bietet dahingegen eine Tragarmadaption.
Leistungsmerkmale auf einen Blick:
- Intel® Celeron® G4900 3,1 GHz, 2 Cores (TC3:50)
- 3½-Zoll-Motherboard für Intel® Celeron®
- 4-GB DDR4-RAM, erweiterbar auf 64-GB
- 40-GB-Cfast-Karte, 3D-Flash
- On-Board-Dual-Ethernet-Adapter mit 2x 100/1000BASE-T-Anschluss
- Dateiaustausch über USB-3.0-Schnittstelle
Nahtlose Integration von hydraulischen Achsen
Viele Kunststoffmaschinen arbeiten mit hydraulischen Antrieben. TwinCAT 3 MC3 Fluid Power erweitert TwinCAT 3 MC3 Base um eine vollständige Hydraulik-Integration in TwinCAT. Dazu bietet TwinCAT 3 MC3 Fluid Power eine herstellerunabhängige Regelung von Position, Geschwindigkeit und Druck/Kraft.
Es werden drei Antriebstechnologien unterstützt:
- ventilgeregelte Antriebe
- pumpengeregelte Antriebe
- drehzahlvariable Antriebe
Die Software gewährleistet eine gleichermaßen tiefe Integration von elektrischen und hydraulischen Achsen und ermöglicht eine nahtlose Interaktion, präzise Synchronisation und flexible Integration über verschiedene Hardwareplattformen hinweg. Mit der skalierbaren Plattform kann TwinCAT 3 MC3 Fluid Power für eine Vielzahl von Anwendungsfällen in der Kunststoffindustrie eingesetzt werden, von hydraulischen Insellösungen bis hin zu kompletten Maschinensteuerungssystemen.
Sie suchen Lösungen für spezielle Anwendungsgebiete?
Effiziente Steuerung von Extrusionsanlagen
Extrusionsprozesse stellen, je nach verarbeitetem Material und Endprodukt, vielfältige Anforderungen, wie präzise Temperaturregelung mit kurzer Einschwingdauer, Prozessregelung für Massedurchsatz, Wandstärke oder Foliendicke. Für die nachhaltige Produktion ist eine detaillierte Energieaufzeichnung zwingend erforderlich. Mit offener Steuerungstechnik erfüllt Beckhoff die Anforderungen der Extrusionstechnik − sei es Recyling, Rohr- und Profilextrusion oder Blasfolienextruder − nach leistungsgerechten und kosteneffizienten Lösungen. So stehen neben einer softwarebasierten Temperaturregelung z. B. auch spezielle I/O-Module für Messtechnikanwendungen, wie Gravimetrie oder Schichtdickenmessung, sowie Condition Monitoring zur Verfügung.
Unsere Lösungen für Ihre Extrusionsmaschine:
- Bedienpanels in unterschiedlichen Formfaktoren − auch in kundenspezifischer Ausführung
- branchenspezifische Softwarebausteine zur Temperaturregelung für Extrusionszylinder und -düsen mit hoher Wärmekapazität
- Offene Schnittstellen zur Anbindung von z. B. Ethernet, CANopen, IO-Link oder Profinet
- nahtlose Integration von Euromap als standardisierte M2M-Schnittstelle
Offene Automatisierungstechnik für Blasformmaschinen
Beckhoff ist seit vielen Jahren Partner technologisch führender Unternehmen in der Extrusionsblasformtechnik. Unsere Hard- und Softwarekomponenten kommen bei weltweit zum Einsatz. Das umfangreiche Know-how von Beckhoff in hydraulischer Antriebstechnik führt zu besten Ergebnissen bei regelungstechnisch anspruchsvollen Achsen. Servoelektrische Konzepte sind modular in die Software-Architektur integriert: Maschinenprogramme für hydraulische, elektrische oder gemischte Antriebstechnik werden in einer identischen Entwicklungsumgebung erstellt und gepflegt. Die Kernkomponente von Blasformmaschinen, die Wanddickenregelung, wird hochgenau in der ganzen Bandbreite unterschiedlicher Maschinenkonzepte ausgeführt.
Unsere Lösungen für Ihre Blasformmaschine:
- breites Panel-Portfolio für eine optimal zugeschnittene Bedienerschnittstelle
- IP67-Module zur platzsparenden Ankopplung von Sensoren, z. B. direkt am Thermoelement
- EtherCAT als schnelle Datenverbindung zwischen I/Os und Anlagenkomponenten
- durchgängige Motion-Control-Architektur für elektrische und hydraulische Achsen
- TwinCAT Plastic Application Components als Applikationsschicht zwischen Blasformprozess und Standardfunktionen
Höchste Präzision und Energieeffizienz für Spritzgießmaschinen
Spritzgießmaschinen verlangen schnelle Reaktionszeiten, präzise Umschaltung zwischen Einspritzen und Nachdruck, zuverlässige Temperaturregelung sowie die nahtlose Einbindung heterogener Peripherie. Beckhoff liefert dafür eine offene Automatisierungslösung mit Hiqhspeed-Kommunikation über EtherCAT, die hochpräzise Umschaltzeiten ermöglicht – was die Teilequalität verbessert und den Materialverbrauch reduziert. Ergänzt wird dies durch ein umfassendes I/O-Portfolio, die softwarebasierte Temperaturregelung mit TF8540 sowie eine durchgängige Motion-Control-Architektur für elektrische und hydraulische Achsen. Durch die Unterstützung herstellerneutraler Standards (z. B. Euromap/OPC UA) wird die Integration in heterogene Produktionszellen erleichtert.
Unsere Lösungen für Ihre Spritzgießmaschine:
- EtherCAT als Standard für die Spritzgießmaschinenindustrie
- kostenoptimierte I/O-Architektur für Großserienanwendungen
- nahtlose Integration von Euromap als standardisierte M2M-Schnittstelle
- extrem kurze Abtastzeiten für hochpräzise Nachdruckumschaltung und Werkzeugsicherung
- Zukunftssicherheit durch Machine-Learning-Schnittstellen
Flexible Automatisierungslösungen für Thermoforming
Beim Thermoforming müssen Temperaturführung, Mechanik und Materialverhalten exakt aufeinander abgestimmt sein. Genau hier überzeugen unsere Automatisierungslösungen: Präzise softwarebasierte Temperaturregelung sorgt für gleichmäßige Erwärmung, synchronisierte Servobewegungen und deterministische EtherCATAnbindung ermöglichen reproduzierbare Formzyklen, während hochfrequente Sensorik und Bildverarbeitung InlineQualität sicherstellen. Ergänzt um offene OPC UA Schnittstellen für einfache Linien und MESIntegration, sorgt PC-based Control so für höhere Anlagenverfügbarkeit, schnellere Produktwechsel und Datentransparenz zur gezielten Prozessoptimierung.
Unsere Lösungen für Ihren Thermoforming-Prozess:
- branchenspezifische Softwarebausteine zur präzisen Temperaturregelung (TF8540)
- EL3314 zur präzisen Temperaturmessung
- nahtlose Integration von Euromap als standardisierte M2M-Schnittstelle
- skalierbare Antriebstechnik, auch als Economy-Variante
- EtherCAT als schnelle Datenverbindung zwischen I/Os und Anlagenkomponenten
Präzise Steuerungstechnik für die additive Fertigung von Kunststoffteilen
Das wesentliche Element additiver Fertigungsmaschinen ist die mechatronische Ausführung der Austragseinheiten, wie z. B. der Extruder, die die Teilegeometrie bestimmen. Auch sind flexible Lösungen für die Bauteilträger gefordert. Die für die präzise Bewegung notwendige Antriebstechnik deckt Beckhoff durch ein breites Spektrum an Motoren und Servoverstärkern ab. Mit diversen Thermoelement-Klemmen steht − im Verbund mit dem TwinCAT-Temperaturregler − eine Plug-and-Play-Lösung für Plastifizieraufgaben zur Verfügung. Additive Fertigungsprozesse ermöglichen höchst flexible Produktionsverfahren in geringen Stückzahlen. Die Steuerung und Überwachung des Herstellungsprozesses setzt die vertikale Anbindung an Leitrechnersysteme voraus. Hierfür bietet TwinCAT mit der Integration von Euromap-Schnittstellen und entsprechenden IoT-Tools für Cloud-Protokolle die passende Lösung.
Unsere Lösungen für Ihre additive Fertigung:
- umfangreiches Antriebstechnik-Portfolio für unterschiedliche Maschinenkonstruktionen
- TwinCAT als universelles Engineering-Tool für alle Motion-Control-Aufgaben
- TwinCAT Vision für Qualitätskontrolle und Wärmebildkameras
- präzise, schnelle Düsensteuerung mit XFC-Technologie
Offene Automatisierungstechnik mit Euromap-Schnittstellen für Produktionszellen
Im Rahmen der Effizienzsteigerung von Kunststoffmaschinen gewinnt die Integration von Produktionszellen und die selbstständige Kommunikation zwischen einzelnen Maschinen und Anlagenkomponenten immer mehr an Bedeutung. Um einen sicheren und zuverlässigen Datenaustausch zwischen den heterogenen Anlagenteilen zu gewährleisten, müssen die Komponenten über einen Interoperabilitätsstandard auf Basis von OPC UA, gemäß den Euromap Companion Specifications, kommunizieren.
Unsere Lösungen für Ihre Produktionszelle:
- Durch die konsequente Umsetzung aller Funktionalitäten als Softwaremodule können Spezialgeräte entfallen.
- EtherCAT als schneller Feldbus bildet das Rückgrat für Produktionszellen mit Beckhoff Technologie. Subsysteme sind durch Schnittstellen zu allen gängigen Feldbussen problemlos integrierbar.
- Die Beckhoff Safety-Architektur unterstützt mit dem sogenannten Customizing den Entwurf eines modularen Sicherheitskonzepts aus einem Guss.
- Integration von Euromap und OPC UA ermöglicht die durchgängige M2M-Kommunikation.
Weitere Informationen für die Kunststoffindustrie
Applikationen
Hier finden Sie unsere Applikationen und Referenzen aus der Kunststoffindustrie.
Informationsmedien
Hier finden Sie unsere Broschüren, Videos und Webinare für die Kunststoffindustrie.
TwinCAT 3 Plastic Framework
Software-Toolbox für das Engineering von Kunststoffmaschinen.