Performante Automatisierungslösungen für die Automobilindustrie

Flexible Steuerungstechnik für eine dynamische Industrie

Ein durchschnittliches Auto besteht aus ca.10.000 Einzelteilen. Entsprechend umfangreich sind die Produktionsschritte und Maschinen, die in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen, und ebenso vielfältig und komplex sind auch die Steuerungsaufgaben. Gleichzeitig erfordern immer kürzere Produktlebenszyklen eine hohe Flexibilität. Hier bietet PC-based Control von Beckhoff entscheidende Vorteile, denn die modulare Steuerungstechnik ist bedarfsgerecht skalierbar: Retrofits schützen die Investition in bewährte Anlagen und innovative Lösungen machen die Herstellung von Zukunftstechnologien möglich. Die Integration aller Steuerungsfunktionen auf einer PC-Plattform ermöglicht hoch präzise und effiziente Produktionsprozesse.

Die Kernvorteile von PC-based Control:

• SPS, Motion Control, Robotik, Sicherheits- und Messtechnik, HMI, IoT und Bildverarbeitung auf einer PC-Plattform integriert
• einfache Änderung und Erweiterung der Funktionalitäten
• schnelle softwarebasierte Umrüstung einer Maschine
• hohe Präzision durch optimale Synchronisation aller Prozesse
• hohe Geschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit

Schnell, offen und ideal für die Automobilindustrie: der Highspeed-Feldbus EtherCAT

Die EtherCAT-Technologie wurde durch Beckhoff im Jahre 2003 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 Produktionsanlagen. Deswegen sind die größten Automobilhersteller der Welt bereits Mitglied der EtherCAT Technology Group (ETG).

Die wichtigsten Vorteile von EtherCAT:

• extrem schnelle Zykluszeiten für präzise und effiziente Prozesse
• exakte Synchronisation aller Prozesse in der Anlage
• große Auswahl EtherCAT-kompatibler Sensoren und Aktoren im Markt
• flexible Anbindung anderer Feldbussysteme wie CANopen, IO-Link, PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP™, Modbus/TCP, TSN, OPC etc.
• reduzierter Verkabelungsaufwand durch Einkabellösung EtherCAT P
• maximale Leistung mit Geschwindigkeiten von 1 GBit/s bzw. 10 GBit/s durch EtherCAT G

Vereinfacht und beschleunigt das Engineering

Die Automatisierungssoftware TwinCAT 3 integriert sämtliche Engineering- und Runtime-Prozesse und bietet eine durchgängige Entwicklungsumgebung zur Realisierung aller Steuerungsaufgaben in der Automobilindustrie. Die Programmierung erfolgt in der für die Anwendung am besten geeigneten Programmiermethode:  IEC 61131-3, Hochsprachen wie C/C++, MATLAB^® und Simulink^®. Microsoft Visual Studio als einheitliche Programmier-Workbench unterstützt die Versionsverwaltung und vereinfacht das Arbeiten im Team. Vorgefertigte Softwarebausteine erleichtern das Engineering und verkürzen Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten. Als neuste Innovation ermöglicht TwinCAT PLC++ erhebliche Verbesserungen in der Engineering- und Runtime-Performance. Mit dem Fokus auf DevOps-Prinzipien wie Continuous Integration und Continuous Deployment setzen wir die Philosophie der Zusammenführung von Automatisierung und IT konsequent fort.

TwinCAT bietet zum Beispiel:

• Bibliotheken für Motion Control und Supplements für Roboterkinematiken
• beschleunigte Inbetriebnahme und Wartung mit TwinCAT Scope
• vereinfachte Implementierung funktionaler Sicherheit mit TwinSAFE
• Cloud-Kommunikation in gängigen Protokollen mit TwinCAT IoT

Ressourcen sparen mit virtueller PLC

Auf Basis von Pc-based Control mit TwinCAT for Linux^® erschließt Beckhoff zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten: Durch die Nutzung von Containern können die TwinCAT-SPS-Laufzeit und TwinCAT Functions als virtuelle PLC betrieben werden.

Produktionsanlagen in der Automobilbranche erfordern häufig schnelle Anpassungen und Änderungen, um mit den Anforderungen an verschiedene Fahrzeugmodelle und Serienfertigungen Schritt zu halten. Mit der virtuellen PLC können Steuerungssoftware-Updates und Änderungen zentral und automatisiert durchgeführt werden, was den manuellen Aufwand erheblich reduziert und Ressourcen einspart. Die Möglichkeit, Steuerungsaufgaben in einem Rechenzentrum auszuführen, erleichtert zudem die Einbindung komplexer Simulations- und Testverfahren, die für die Qualitätssicherung in der Automobilproduktion unerlässlich sind.

Die wichtigsten Vorteile von TwinCAT for Linux^® und Virtual PLC:

• erhöhte Flexibilität: Virtuelle Steuerungen lassen sich leicht skalieren und an unterschiedliche Anforderungen anpassen.
• geringere Kosten: Der Bedarf an physischer Hardware im Feld und die damit verbundenen Kosten werden reduziert.
• vereinfachte Wartung: Wartung und Software-Upgrades lassen sich einfacher durchführen, da keine physische Hardware betroffen ist.

Antriebstechnik neu gedacht mit XTS und XPlanar

Unsere Antriebslösungen decken einen breiten Anwendungsbereich ab: von rotatorischen und translatorischen Servomotoren über kompakte Servoantriebe im Klemmenformat bis zu den leistungsstarken Servoverstärkern der AX-Baureihe. Hinsichtlich Bauform und Leistung exakt skalierbar, ermöglichen sie die Realisierung optimierter Antriebskonzepte.

Die intelligenten und flexiblen Transportsysteme XTS und XPlanar eröffnen völlig neue Anwendungsszenarien. Mit ihren individuell steuerbaren Movern ersetzen sie den starr getakteten Produkttransport herkömmlicher Förderanlagen. Mit freischwebenden Movern, die sich über beliebig angeordnete Planarkacheln bewegen, ermöglicht das Planarmotorsystem XPlanar ein maximal flexibles Produkthandling mit bis zu sechs Freiheitsgraden. Das lineare Transportsystem XTS transportiert Produkte mit den Movern entlang einer offenen oder geschlossenen Fahrstrecke aus Motormodulen. Mit der berührungslosen Energie- und Datenübertragung der No Cable Technology werden die XTS-Mover sogar zum Endeffektor.

Die Vorteile von XPlanar und XTS auf einen Blick:

• flexibler Materialfluss in der Anlage durch individuell steuerbare Mover
• schnelle Umrüstung durch softwarebasierte Anpassungen
• höhere Produktivität durch minimierte Stillstandszeiten
• kompakter Footprint durch individuelles Anlagenlayout

Ebnet den Weg zur schaltschranklosen Automatisierung

Das MX-System ermöglicht erstmals vollständig schaltschranklose Automatisierungslösungen im Maschinen- und Anlagenbau. Der Verbund aus Baseplate und Funktionsmodulen vereint alle Aufgaben und Eigenschaften eines Schaltschrankes: Energieeinspeisung, -absicherung und -verteilung, Erzeugung und Überwachung von Hilfsspannungen, Ablaufsteuerung, Ansteuerung von Motoren und Aktuatoren sowie die Anschlussebene für die Feldgeräte. Der Ansatz aufeinander abgestimmter und nach internationalen Standards zertifizierter Baugruppen verringert die Aufwände für Planung, Zusammenbau, Maschineninstallation sowie Instandhaltung enorm.

Die Vorteile des MX-Systems für die Automobilindustrie:

• exakte Skalierbarkeit auf individuelle Automotive-Applikationen
• Einsparung von Bauraum durch modulare und hochflexible Bauweise
• in jedes Modul integrierte Diagnose für hohe Maschinenverfügbarkeit
• minimale Stillstandszeiten durch Hot-Swap-Funktionalität
• IP67-Schutzart für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen
• reduzierter Aufwand bei Engineering, Installation, Inbetriebnahme und Wartung

Bedienen, Steuern und Beobachten direkt an der Maschine

Ein Panel-PC ist die Kombination eines leistungsfähigen Industrie-PCs mit der Touchtechnologie eines modernen Control Panels. Im formschönen, hochwertig verarbeiteten Gehäuse wird das Gerät zum zentralen Bedien- und Steuerungselement an der Maschine. Das Portfolio umfasst verschiedenste Größen und Formate in Ausführungen als Einbau- oder Tragarmgerät. Neben weiteren Optionen wie der Sonderausstattung mit Bedienelementen oder optischen Anpassungen im Corporate Design des Kunden sind dank der eigenen Fertigung auch komplett kundenspezifische Designs möglich.

Der Panel-PC als optische Visitenkarte der Anlage:

• moderne Touchtechnologien für industrielle Anforderungen
• integrierter, leistungsgerecht skalierbarer Industrie-PC
• großes Portfolio mit verschiedensten Standardoptionen
• Optionen für kundenspezifische Anpassungen
• auf Wunsch komplett kundenspezifisches Design

Grundbaustein der Automatisierung: das große I/O-Portfolio

Mit rund 1000 I/Os für über 100 Signalarten bietet Beckhoff einen umfangreichen modularen Automatisierungsbaukasten. Eine hohe Gehäusevielfalt, variable Kanaldichten und flexible Schnittstellen sorgen dafür, dass für jedes Anwendungsszenario ein geeignetes Produkt zur Verfügung steht.

Neben Standardfunktionen umfasst unser I/O-Portfolio Produkte für spezielle Anwendungen, wie Sicherheitstechnik, Explosionsschutz, Messtechnik und die Ansteuerung von Motoren der kleinen Antriebstechnik. Auch Kommunikations- und Leistungsmessklemmen für die Ladeinfrastruktur stehen zur Verfügung. Dank der hohen Akzeptanz am Markt ist eine große Anzahl EtherCAT-kompatibler Sensoren und Aktuatoren erhältlich. Durch die Unterstützung der gängigen Kommunikationsprotokolle wie CANopen, IO-Link, PROFINET oder Modbus haben Sie auch bei Retrofits oder Umrüstungen von Bestandsanlagen maximale Freiheit beim Steuerungsdesign.

Machine Vision nahtlos integriert

Mit Beckhoff Vision kann die Echtzeit-Bildverarbeitung problemlos sowohl in neue als auch in existierende Steuerungsumgebungen integriert und optimal mit allen Maschinen- und Anlagenprozessen synchronisiert werden. Dabei wird durch den Ansatz der Systemintegration die historische Trennung zwischen Vision und Automatisierungstechnik weiter aufgehoben. Zugleich überzeugen die Vision-Komponenten durch robustes, ansprechendes Design sowie hohe Skalierbarkeit und Langzeitverfügbarkeit.

Vorteile der Vision-Integration in EtherCAT:

• direkte Synchronisierung und Verknüpfung mit Steuerungsprozessen
• vereinfachte und synchronisierte Triggererzeugung für Bildeinzug und Belichtung
• verkürzte Reaktionszeiten, höhere Taktzahl und beschleunigte Bearbeitung
• Reduzierung von Hardware, Verdrahtung, Wartezeit, Bauraum und Footprint
• vereinfachte Diagnose