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Flexibel, schnell, ressourcenschonend: PC-based Control optimiert die Automatisierung von Verpackungsmaschinen

Mit PC-based Control und EtherCAT bietet Beckhoff eine Steuerungslösung für hocheffiziente, flexible und rohstoffschonende Verpackungsmaschinen. Prädestiniert für Anwendungen, bei denen es auf hohe Geschwindigkeit und Präzision ankommt, eignet sich die PC-Plattform mit den leistungsfähigen Feldgeräten zur perfekten Synchronisation aller Prozess- und Motion-Control-Abläufe. So können Arbeitsschritte beschleunigt und der Verbrauch an Verpackungsmaterial gesenkt werden. Beispielsweise ermöglicht die schnelle und präzise Reaktion auf Druckmarken, dass bei Blisterverpackungen näher am Produkt gearbeitet werden kann.

Das Beckhoff-Automatisierungsportfolio umfasst alle erforderlichen Komponenten für eine wirtschaftlich und technisch überlegene Packaging-Lösung. Sämtliche Steuerungs- und Antriebstechnikkomponenten sind exakt skalierbar hinsichtlich der Leistungsanforderungen der jeweiligen Anwendung. Optimal abgestimmte Hard- und Softwareschnittstellen sowie tiefes Branchen-Know-how zur Umsetzung der einzelnen Prozessschritte gewährleisten eine hohe Stabilität während des gesamten Verpackungsprozesses. Innovative Produkte, wie die intelligenten Produkttransportsysteme XPlanar und XTS sorgen für einen langanhaltenden Wettbewerbsvorteil. Für Verpackungsaufgaben in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie steht eine komplette Edelstahl-Steuerungslösung im Hygienic Design zur Verfügung, die den strengen Hygiene- und Reinraumvorschriften entspricht. Ein weiterer Vorteil der Beckhoff-Automationsplattform ist die Unterstützung gängiger Branchenstandards, wie EHEDG, OMAC und GPM.

Aufgrund ihrer Offenheit und Durchgängigkeit lassen sich mit der PC- und EtherCAT-basierten Steuerungstechnologie von Beckhoff einzelne Verpackungsmaschinen ebenso wie komplette Verpackungslinien automatisieren. Alle Prozessschritte, wie Füllen und Formen, Verschließen, Labeln, Sammeln, Umverpacken und Palettieren, lassen sich über eine einheitliche Softwareplattform programmieren und steuern.
Aufgrund ihrer Offenheit und Durchgängigkeit lassen sich mit der PC- und EtherCAT-basierten Steuerungstechnologie von Beckhoff einzelne Verpackungsmaschinen ebenso wie komplette Verpackungslinien automatisieren. Alle Prozessschritte, wie Füllen und Formen, Verschließen, Labeln, Sammeln, Umverpacken und Palettieren, lassen sich über eine einheitliche Softwareplattform programmieren und steuern.

Beckhoff-Technologie-Highlights für Verpackungsmaschinen

Mit seiner offenen, exakt skalierbaren und modularen Steuerungstechnik erfüllt Beckhoff die Anforderungen der Verpackungsindustrie nach leistungsgerechten und kosteneffizienten Lösungen. Es steht ein umfangreiches Portfolio an Industrie-PCs sowie Bedien- und Anzeigegeräten in allen Leistungskategorien und Formfaktoren zur Verfügung. Die schnelle Integration von Weiterentwicklungen im PC-Sektor, insbesondere im Bereich der Prozessoren führt zu einer stetigen Leistungssteigerung, auch für die Zukunft. Die Schnittstelle zu EtherCAT, dem Weltstandard für die Echtzeitkommunikation, bietet maximale Performance für alle Teilnehmer, auch von Drittanbietern.
Mit seiner offenen, exakt skalierbaren und modularen Steuerungstechnik erfüllt Beckhoff die Anforderungen der Verpackungsindustrie nach leistungsgerechten und kosteneffizienten Lösungen. Es steht ein umfangreiches Portfolio an Industrie-PCs sowie Bedien- und Anzeigegeräten in allen Leistungskategorien und Formfaktoren zur Verfügung. Die schnelle Integration von Weiterentwicklungen im PC-Sektor, insbesondere im Bereich der Prozessoren führt zu einer stetigen Leistungssteigerung, auch für die Zukunft. Die Schnittstelle zu EtherCAT, dem Weltstandard für die Echtzeitkommunikation, bietet maximale Performance für alle Teilnehmer, auch von Drittanbietern.

Durchgängig PC-based Control: von der Primär- bis zur Sekundärverpackung

Aufgrund stetig steigender Anforderungen hinsichtlich Qualität und Geschwindigkeit nimmt die Komplexität von Verpackungsmaschinen kontinuierlich zu. Immer mehr Arbeitsschritte müssen miteinander verknüpft werden, d. h. die schnelle und einfache Integration von Maschinen in eine Verpackungslinie wird zunhemend wichtiger. Hinzu kommt der steigende Bedarf an einer Individualisierung der Produkte, bis hinab zu Losgröße 1. Flexibilität, Konnektivität und Effizienz sind die Kriterien, die in einer so leistungsgetriebenen Branche zu nachhaltigem Erfolg führen − beginnend mit der Steuerungsarchitektur.

Aufgrund ihrer Offenheit und Durchgängigkeit lassen sich mit der PC-basierten Steuerungstechnologie von Beckhoff einzelne Verpackungsmaschinen ebenso automatisieren wie die gesamte Prozesskette kompletter Verpackungslinien. Alle Arbeitsschritte, wie Füllen und Formen, Verschließen, Labeln, Sammeln, Umverpacken und Palettieren, können über eine einheitliche Softwareplattform programmiert und gesteuert werden. Dabei ist maximale Flexibilität gewährleistet, wenn Verpackungsanlagen ohne hohen Implementierungsaufwand an wechselnde Anforderungen bzw. variable Eigenschaften der Verpackungsgüter adaptiert oder neue Funktionalitäten integriert werden sollen. Die Leistungsfähigkeit moderner Prozessoren ermöglicht die Integration von komplexen Automatisierungsoperationen wie Vision-Systemen und Machine Learning direkt in der Steuerung, ohne Systemwechsel. Offene Schnittstellen in Hard- und Software erlauben die durchgängige Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud.

Mit den intelligenten Transportsystemen XTS und XPlanar lassen sich Verpackungsmaschinen völlig neu konzipieren. Wie das XTS basiert auch das XPlanar auf dem Prinzip der passiven Mover, die sich individuell und hochpräzise bewegen lassen und so für maximale Flexibilität beim Produkttransport sorgen. Die hierfür benötigten Planarkacheln lassen sich beliebig anordnen und erlauben eine ruck- und berührungsfreie Bewegung der Mover auf sechs Achsen. Die intelligenten Transportsysteme steigern den Produktdurchsatz und reduzieren den Anlagenfootprint.
Mit den intelligenten Transportsystemen XTS und XPlanar lassen sich Verpackungsmaschinen völlig neu konzipieren. Wie das XTS basiert auch das XPlanar auf dem Prinzip der passiven Mover, die sich individuell und hochpräzise bewegen lassen und so für maximale Flexibilität beim Produkttransport sorgen. Die hierfür benötigten Planarkacheln lassen sich beliebig anordnen und erlauben eine ruck- und berührungsfreie Bewegung der Mover auf sechs Achsen. Die intelligenten Transportsysteme steigern den Produktdurchsatz und reduzieren den Anlagenfootprint.

Intelligenter Produkttransport mit XTS und XPlanar optimiert Verpackungsmaschinen

Das eXtended Transport System (XTS) ist dank seiner Vielseitigkeit bereits eine bekannte Größe im Markt für Verpackungsmaschinen. Mit dem eXtended Planarmotorsystem XPlanar geht Beckhoff den nächsten Schritt in Richtung maximaler Flexibilität beim Produkttransport. Wie das XTS basiert auch das XPlanar auf dem Prinzip der passiven Mover, die sich individuell und hochpräzise bewegen lassen. Die hierfür benötigten Planarkacheln lassen sich beliebig anordnen und erlauben eine ruck- und berührungsfreie Bewegung auf sechs Achsen. Dank der individuell verfahrbaren Mover und der flexiblen Topologien dieser Transportsysteme lassen sich Verpackungsmaschinen völlig neu konzipieren: Die bedarfsgerechte Anordnung der XPlanar-Kacheln oder der Streckenmodule des XTS bieten nahezu unbegrenzte Freiheit bei der Konzeption von Transportwegen. Mit der Softwarefunktionalität des Track Managements sind die Produktströme frei wählbar. Arbeitsstationen lassen sich überspringen, Puffer- und Wartezonen einrichten und Mover ein- oder ausschleusen. Die intelligenten Transportsysteme steigern den Produktdurchsatz, minimieren die Wege zwischen den Arbeitsstationen und reduzieren den Footprint der Maschine. Durch die Integration softwarebasierter Formatwechsel lässt sich die Flexibilität noch weiter erhöhen, sodass kleine Losgrößen effizient und kostengünstig produziert werden können.

Beckhoff bietet optimal aufeinander abgestimmte und zugleich hochskalierbare Hard- und Softwarekomponenten, welche die Leistungsfähigkeit der intelligenten Transportsysteme garantieren. Die Steuerungssoftware TwinCAT stellt die laufende Bahnoptimierung und Kollisionsvermeidung sicher und integriert zugleich alle weiteren Maschinenfunktionen von der SPS über Robotik, Messtechnik und IoT auf einer zentralen Plattform. Ausgeführt wird die Anwendung auf einem Industrie-PC aus dem umfangreichen und leistungsmäßig exakt skalierbaren Beckhoff-Portfolio. Die Kommunikation erfolgt über EtherCAT und EtherCAT G.

Beckhoff liefert die größte Anzahl von EtherCAT-kompatiblen Automatisierungsmodulen sowohl für I/Os als auch für die Antriebstechnik.
Beckhoff liefert die größte Anzahl von EtherCAT-kompatiblen Automatisierungsmodulen sowohl für I/Os als auch für die Antriebstechnik.
Um den Montageaufwand zu reduzieren hat Beckhoff die EtherCAT-P-Technologie entwickelt. Die Einkabellösung vereint die Kommunikation und Power auf einem Kabel.
Um den Montageaufwand zu reduzieren hat Beckhoff die EtherCAT-P-Technologie entwickelt. Die Einkabellösung vereint die Kommunikation und Power auf einem Kabel.

EtherCAT, der schnelle Feldbus: Weltstandard für Verpackungsmaschinen

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 Verpackungsmaschinen. Beckhoff liefert die größte Anzahl von EtherCAT-kompatiblen Automatisierungsmodulen sowohl für I/Os als auch für die Antriebstechnik.

In der Verpackungstechnik gehört EtherCAT zu den am meisten genutzten Standards. Zykluszeiten von weit unter 1 ms ermöglichen hochpräzise und dynamische Prozesse und erhöhen somit die Effizienz der Verpackungsmaschine. Es steht eine große Anzahl EtherCAT-kompatibler Sensoren und Aktuatoren im Markt zur Verfügung, wodurch eine hohe Investitionssicherheit gewährleistet ist. Auch andere Feldbussysteme, wie CANopen, IO-Link und PROFINET, können als Kommunikationslayer über EtherCAT in Verpackungsmaschinen eingebunden werden. Zukünftige TSN-Implementationen werden auf Basis des EtherCAT-Automation-Protokolls realisiert. Um den Montageaufwand zu reduzieren, hat Beckhoff die EtherCAT P Technologie entwickelt. Die Einkabellösung vereint die Kommunikation und Power auf einem Kabel, was den Verkabelungsaufwand reduziert und Fehlerquellen minimiert.

Für den Einsatz in Hochleistungsmaschinen und hochkomplexen Anwendungen hat Beckhoff EtherCAT G auf den Markt gebracht. Als Fortführung des EtherCAT-Erfolgsprinzips stehen nun Geschwindigkeiten von 1 GBit/s bzw. 10 GBit/s zur Verfügung. Die derzeit von EtherCAT benutzte Übertragungsrate von 100 MBit/s kann so um den Faktor 100 erhöht werden. Beide Leistungsstufen verstehen sich als systemkonforme Ergänzungen der EtherCAT-Technologie; das bekannte „on the fly“-Funktionsprinzip bleibt erhalten. Das Branch-Konzept von EtherCAT G ermöglicht die Integration von 100-MBit/s-EtherCAT-Segmenten und verringert durch eine parallele Verarbeitung der Segmente die Durchlaufzeiten in großen Netzwerken.

In der Verpackungsindustrie eröffnen sich mit XFC völlig neue Möglichkeiten, um Maschinen qualitativ zu verbessern und Reaktionszeiten zu verkürzen. Messtechnische Aufgaben, wie z. B. präventive Wartungsmaßnahmen, Überwachung von Standzeiten oder die Dokumentation der Teilequalität, lassen sich in einfacher Weise in die Maschinensteuerung integrieren, ohne dass zusätzliche, teure Spezialgeräte benötigt werden.
In der Verpackungsindustrie eröffnen sich mit XFC völlig neue Möglichkeiten, um Maschinen qualitativ zu verbessern und Reaktionszeiten zu verkürzen. Messtechnische Aufgaben, wie z. B. präventive Wartungsmaßnahmen, Überwachung von Standzeiten oder die Dokumentation der Teilequalität, lassen sich in einfacher Weise in die Maschinensteuerung integrieren, ohne dass zusätzliche, teure Spezialgeräte benötigt werden.

Höchste Präzision für Verpackungsmaschinen mit XFC

Die schnelle und hochpräzise Beckhoff-Steuerungslösung eXtreme Fast Control (XFC) basiert auf dem Kommunikationsnetzwerk EtherCAT und speziellen, für XFC optimierten, I/O-Baugruppen, die mit hoher Genauigkeit Signale aufnehmen bzw. Aktionen auslösen. Mit I/O-Response-Zeiten unter 100 μs wird der Zustand der Verpackungsmaschine bis zu 10.000 Mal pro Sekunde abgetastet, sodass Prozesse hochpräzise und wiederholgenau gesteuert werden können. So wird die Produktivität von Verpackungsmaschinen erhöht, während Ausschuss und Ressourcenverbrauch reduziert werden.

Ein weiterer Vorteil der XFC-Komponenten sind die Distributed Clocks (DC), die zur Synchronisierung der Maschine verwendet werden. Durch die Kommunikation zwischen allen DC-fähigen Teilnehmern des Netzwerks und die Berechnung der Laufzeiten wird mit den Distributed Clocks eine Synchronisierung auf eine nanosekundengenaue Systemzeit erreicht. So lassen sich Ungenauigkeiten, bedingt durch den Master oder die Laufzeit, kompensieren und beispielsweise mehrere Ausgänge nahezu perfekt gleichzeitig schalten. Die Präzision der Maschine kann somit verbessert und ein besseres Ergebnis des Endprodukts erzielt werden.

Beckhoff bietet ein umfangreiches Portfolio skalierbarer Hard- und Softwarekomponenten für alle Antriebskonzepte, Preisklassen und Anwendungsbereiche.
Beckhoff bietet ein umfangreiches Portfolio skalierbarer Hard- und Softwarekomponenten für alle Antriebskonzepte, Preisklassen und Anwendungsbereiche.
Der integrierte Servoantrieb AMI812x kombiniert Servomotor, Servoverstärker und Feldbusanschluss in platzsparender Bauform für alle Motion-Anforderungen im Leistungsbereich bis 400 Watt.
Der integrierte Servoantrieb AMI812x kombiniert Servomotor, Servoverstärker und Feldbusanschluss in platzsparender Bauform für alle Motion-Anforderungen im Leistungsbereich bis 400 Watt.

Beckhoff-Antriebstechnik für das komplette Anwendungsspektrum: von kompakt bis äußerst leistungsstark

Die Verpackungsindustrie ist eine sehr vielfältige Branche. Je nach Anwendung ergeben sich daher unterschiedliche Anforderungen an die Antriebstechnik der Maschine; konstant ist nur der Bedarf nach einem hohen Maß an Präzision und Geschwindigkeit. Als Anbieter skalierbarer Antriebstechnik liefert Beckhoff ein umfangreiches Hard- und Softwareportfolio für alle Antriebskonzepte, Preisklassen und Anwendungsbereiche: Die Motion-Control-Lösungen der Automatisierungssoftware TwinCAT werden ergänzt durch ein breites Spektrum an Servomotoren sowie Antriebsreglern, die vom kompakten Servoantrieb im Klemmenformat bis zum Servoverstärker AX5000 für hochdynamische Positionieraufgaben reichen.

Die Baureihe AMI81xx kombiniert Servomotor, Endstufe und Feldbusanschluss in kompakter Bauform und unterstützt das Prinzip der schaltschranklosen Maschine. Aus der Bündelung der Einzelkomponenten resultiert eine Anschlussebene mit allen Interfaces direkt am Servoantrieb, sodass eine vorgelagerte I/O-Ebene entfällt. So lassen sich verschieden Topologien schnell und einfach umsetzen und Platz im Schaltschrank einsparen. Dank dieses breiten Spektrums findet sich für fast jede Verpackungsanwendung eine passende Lösung im Beckhoff-Antriebstechnik-Portfolio.

Beckhoff-Produkt-Highlights für Verpackungsmaschinen

Flexibler Einsatz der Planarmover in der Food- und Pharmaindustrie. Alle Oberflächen sind glatt, leicht zu reinigen und anforderungsspezifisch beschichtbar.
Flexibler Einsatz der Planarmover in der Food- und Pharmaindustrie. Alle Oberflächen sind glatt, leicht zu reinigen und anforderungsspezifisch beschichtbar.
Die Mover können bedarfsgerecht für unterschiedliche Lasten ausgewählt werden. Die Bandbreite reicht von besonders kleinen und leichten Movern bis zu großen Movern für hohe Nutzlasten. Verschiedene Movertypen können zugleich auf den Planarkacheln bewegt werden.
Die Mover können bedarfsgerecht für unterschiedliche Lasten ausgewählt werden. Die Bandbreite reicht von besonders kleinen und leichten Movern bis zu großen Movern für hohe Nutzlasten. Verschiedene Movertypen können zugleich auf den Planarkacheln bewegt werden.
Mit den Planarkacheln im Format 24 x 24 cm lassen sich beliebige und somit exakt anwendungsorientierte Geometrien umsetzen. Durch einfaches Aneinanderfügen der Module können Größe und Form der Fläche frei skaliert und gewählt werden: länglich, quadratisch, rechteckig, L-förmig oder ringförmig. Die Anzahl der Mover kann ebenfalls frei gewählt werden; somit gibt es kaum Limitierungen in der Anwendung.
Mit den Planarkacheln im Format 24 x 24 cm lassen sich beliebige und somit exakt anwendungsorientierte Geometrien umsetzen. Durch einfaches Aneinanderfügen der Module können Größe und Form der Fläche frei skaliert und gewählt werden: länglich, quadratisch, rechteckig, L-förmig oder ringförmig. Die Anzahl der Mover kann ebenfalls frei gewählt werden; somit gibt es kaum Limitierungen in der Anwendung.

XPlanar revolutioniert die Verpackungsindustrie mit „flying Motion“

Mit dem eXtended Planarmotorsystem lassen sich freischwebende Planarmover mit Geschwindigkeiten von bis zu 4 m/s auf sechs Achsen ruck- und berührungsfrei über beliebig angeordnete Planarkacheln bewegen. Die Mover werden mittels elektromagnetischer Kräfte auf Abstand gehalten. Wandermagnetfelder, die in den Planarkacheln erzeugt werden, sorgen für eine exakte und hochdynamische Positionierung der Mover.

Mit dem XPlanar lassen sich Verpackungsmaschinen völlig neu konzipieren. Bei der bedarfsgerechten Anordnung der XPlanar-Kacheln besteht maximale Freiheit, d. h. die Produktströme sind frei wählbar. Schnelles Umrüsten auf andere Gebinde verkürzt die Stillstandszeit der Maschine und erlaubt die wirtschaftliche Produktion kleiner Losgrößen. Eine flächige Anordnung ermöglicht Pufferzonen und kurze Wege zwischen den Bearbeitungsstationen. Je nach Bedarf ist die Fläche bezüglich Größe und Geometrie variabel. Die XPlanar-Kacheln können aber auch zu langen Fahrwegen kombiniert werden. Zur Einrichtung einer Wartezone oder einer Überholstrecke werden einfach zusätzliche Kacheln entlang der Strecke angebracht. So lassen sich typische Stausituationen vermeiden.

Jeder einzelne Mover kann hochdynamisch und kollisionsfrei auf der Anlage verfahren und frei positioniert werden. Hinzu kommen transportgut- oder produktionsspezifische Bewegungen, wie Heben, Senken, Neigen oder Drehen während der Fahrt. Die Mover sind in unterschiedlichen Formaten verfügbar und können bedarfsgerecht für unterschiedliche Lasten ausgewählt werden. Die Bandbreite reicht von kleinen und leichten bis zu großen Movern, die für Nutzlasten bis zu 6 kg ausgelegt sind. Im Verbund sind entsprechend größere Lasten verfahrbar. Es können verschiedene Movertypen gleichzeitig auf den Planarkacheln bewegt werden.

Abrieb, Verschleiß und Verunreinigungen gehören mit XPlanar der Vergangenheit an. Die dynamischen, berührungsfreien Bewegungsabläufe verhindern eine Verunreinigung der Fläche. Auch Flüssigkeiten können ohne Überschwappen verfahren werden; Verschleiß und Emissionen durch Abrieb sind ausgeschlossen. Die Oberflächen aus Glas, Edelstahl oder Kunststoff sind chemisch beständig und leicht zu reinigen. Damit eignet sich das XPlanar-System optimal für ein Produkthandling mit strengen Hygienestandards, wie sie beispielsweise in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie oder in Reinräumen erfüllt werden müssen.

XTS ermöglicht softwarebasierte Formatwechsel ohne Stillstandszeiten.
XTS ermöglicht softwarebasierte Formatwechsel ohne Stillstandszeiten.
Das Track Management ermöglicht durch das Ein- und Ausschleusen einzelner Mover eine maximale Flexibilität des primären XTS-Systems. Wartungsarbeiten sowie Werkzeugwechsel lassen sich ohne die sonst üblichen Maschinen-Stillstandszeiten durchführen.
Das Track Management ermöglicht durch das Ein- und Ausschleusen einzelner Mover eine maximale Flexibilität des primären XTS-Systems. Wartungsarbeiten sowie Werkzeugwechsel lassen sich ohne die sonst üblichen Maschinen-Stillstandszeiten durchführen.
Geraden und Kurven mit unterschiedlichen Durchmessern erlauben die Realisierung applikationsspezifischer Bahnverläufe.
Geraden und Kurven mit unterschiedlichen Durchmessern erlauben die Realisierung applikationsspezifischer Bahnverläufe.

XTS ermöglicht völlig neue Packaging-Konzepte

Das eXtended Transport System XTS kombiniert die Vorzüge eines linearen Transportsystems mit denen einer Rotationslösung: Bei einer flexiblen Streckenführung lassen sich alle Vorteile eines Direktantriebs, wie beispielsweise hohe Dynamik und Positioniergenauigkeit, geringe Schwingungsneigung, Verschleißfreiheit und niedriger Energieverbrauch, nutzen. Da Hin- und Rückweg sowie die Kurven für den aktiven Materialtransport genutzt werden, gibt es keine Leerfahrten und der Verpackungsprozess wird beschleunigt. Mit dem XTS können Produkte unabhängig voneinander transportiert werden, was komplett neue Maschinenkonstruktionen ermöglicht. Die Verpackungsschritte werden optimal aufsynchronisiert, sodass Stillstand vermieden wird. Da die Bewegungsprofile keine aufwändige Mechanik benötigen, lässt sich der Anlagenfootprint um bis zu 50 % reduzieren und der Wartungsaufwand wird verringert.

Schnelle Formatwechsel beim Produktionswechsel, geringe Auftragsvolumen − etwa zur Realisierung von Werbeaktionen oder individualisierten Verpackungen in Losgröße 1 − stellen mit dem XTS kein Problem mehr dar. Das Umrüsten der Maschine bzw. die geforderten Produkt- oder Verpackungsänderungen erfolgen im Wesentlichen softwarebasiert durch das Anpassen der Prozessparameter. Umrüstzeiten werden so deutlich verkürzt, was schnellere Produktwechsel ermöglicht und die Wirtschaftlichkeit für den Betreiber erhöht. Mithilfe der XTS-Softwarefunktionalität Track Management kann das XTS-System in einzelne, räumlich getrennte Streckenabschnitte unterteilt werden. Damit lassen sich beispielsweise Mover ein- und ausschleusen, um Werkzeugwechsel oder Wartungsmaßnahmen ohne Unterbrechung des laufenden Produktflusses vornehmen zu können.

Das XTS-Baukastensystem, das unterschiedliche Geometrien der Motormodule umfasst, erlaubt die Umsetzung applikationsspezifischer Systemaufbauten. Die Verbindung der Module erfolgt einfach über seitliche Steckkontakte für Energie- und Kommunikationsübertragung. Für Anwendungen in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie ist das XTS in einer Hygienic-Ausführung verfügbar. Das vollgekapselte System aus Edelstahl ist chemisch beständig, leicht zu reinigen und bringt dennoch alle Vorteile des intelligenten Transportsystems mit sich.

Der AMP8000 integriert den Servoantrieb in sehr kompakter Bauform in den Servomotor. Durch die Verlagerung der Leistungselektronik direkt an die Maschine reduziert sich der Platzbedarf im Schaltschrank auf ein einziges Koppelmodul, das mit nur einem Kabel über ein Verteilermodul mehrere Servoantriebe versorgt.
Der AMP8000 integriert den Servoantrieb in sehr kompakter Bauform in den Servomotor. Durch die Verlagerung der Leistungselektronik direkt an die Maschine reduziert sich der Platzbedarf im Schaltschrank auf ein einziges Koppelmodul, das mit nur einem Kabel über ein Verteilermodul mehrere Servoantriebe versorgt.

Dezentrales Servoantriebssystem AMP8000 für modulare Maschinenkonzepte

Motion spielt in der Verpackungstechnik eine wichtige Rolle. Die hierfür benötigten Servoantriebe und Kabel stellen einen erheblichen Teil des benötigten Platzes im Schaltschrank sowie des Montageaufwands dar. Mit dem dezentralen Servoantriebssystem AMP8000 eröffnen sich neue Wege für modulare Maschinenkonzepte. Der AMP8000 integriert den Servoantrieb in sehr kompakter Bauform direkt in den Servomotor. Durch die Verlagerung der Leistungselektronik an die Maschine reduziert sich der Platzbedarf im Schaltschrank auf ein einziges Koppelmodul, das mit nur einem Kabel über ein Verteilermodul mehrere Servoantriebe versorgt. Dies führt zu einer signifikanten Einsparung von Material, Platzbedarf, Kosten und Montageaufwand, insbesondere bei großen Verpackungsmaschinen. Ein in hoher Schutzart ausgeführtes Versorgungsmodul verlagert sogar das gesamte System direkt in die Maschine. Mit nur wenigen Komponenten ist das AMP8000-System sehr einfach zu konfigurieren; es wird nur ein einziger Kabeltyp benötigt, um Versorgungs-, Verteilermodule und Antriebe miteinander zu verbinden. Weitere Komponenten, wie Motordrosseln, Sicherungen oder Filter, sind für den Betrieb des Systems nicht erforderlich. Alle Verbindungs- und Versorgungsmodule haben zusätzlich einen EtherCAT-P-Anschluss für das Beckhoff-I/O-Portfolio. Dies vereinfacht die Verbindung zu weiteren Eingängen, Encodern oder Latch-Units signifikant.

TwinCAT ist die für den Maschinenbau optimierte Toolkette, mit der alle Funktionalitäten, von der SPS über Motion Control, Robotik, Visualisierung bis zur Sicherheits- und Messtechnik in Software ausgeführt werden.
TwinCAT ist die für den Maschinenbau optimierte Toolkette, mit der alle Funktionalitäten, von der SPS über Motion Control, Robotik, Visualisierung bis zur Sicherheits- und Messtechnik in Software ausgeführt werden.

TwinCAT, die durchgängige Softwareplattform für Engineering und Runtime

Die Automatisierungssoftware TwinCAT 3 integriert sämtliche Engineering- und Runtime-Prozesse und bietet eine durchgängige Entwicklungsumgebung zur Realisierung aller Steuerungsaufgaben in der Verpackungsindustrie. Durch die Möglichkeit, in den gängigen IEC-SPS-Dialekten zu programmieren sowie durch die Integration von C/C++-Algorithmen und MATLAB®/Simulink® in TwinCAT, kann der Maschinenbauer die für seine Anwendung am besten geeignete Programmiermethode frei wählen. Die TwinCAT-Schnittstellen zu Machine-Learning-Algorithmen erlauben die Nutzung von KI-Methoden im traditionellen Steuerungsumfeld. Dank Microsoft Visual Studio® als einheitliche Programmier-Workbench werden unterschiedliche Versionsverwaltungssysteme unterstützt und das Arbeiten im Team vereinfacht.

  • Für die Serienproduktion bietet TwinCAT offene Schnittstellen zur Integration kommerzieller IT-Systeme für die Maschinenprogrammgenerierung. Vorgefertigte Packaging-Softwarebausteine, z. B. für die Tänzer-Regelung, Kurvenscheibenfunktion, Druckmarkenerkennung oder Querschneider, sowie die Unterstützung der PackML-Standards in der neuesten Version der OMAC-Spezifikation vereinfachen das Engineering und verkürzen die Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten.
  • Umfangreiche TwinCAT-Bibliotheken für Motion Control sowie Supplements für verschiedene Roboterkinematiken sparen Entwicklungszeit dank geprüfter und optimierter Algorithmen.
  • Inbetriebnahme- und Serviceprozesse werden mithilfe von TwinCAT Scope, einem vollständig in die TwinCAT-Systemarchitektur integrierten Software-Oszilloskop, beschleunigt und verbessert und tragen damit zur Erhöhung der Maschinenqualität bei.
  • TwinCAT Vision ermöglicht die Bildverarbeitung direkt in der einheitlichen Steuerungsplattform. Dies vereinfacht das Engineering deutlich, weil die Konfiguration bzw. die Programmierung in der gewohnten Umgebung erfolgt. Zugleich lassen sich alle aus der Bildverarbeitung abgeleiteten Steuerungsfunktionen in einer Runtime exakt in Echtzeit synchronisieren. Latenzzeiten entfallen; alle Bildalgorithmen werden in Echtzeit ausgeführt.
  • Mit Hilfe der softwarebasierten Sicherheitstechnik TwinSAFE wird die Verdrahtung komplexer Anlagen vereinfacht; Varianten können in Software abgebildet werden. Damit lassen sich zum Beispiel Produktionszellen modular entwickeln und in Betrieb setzen.
  • Die integrierte, browserbasierte Visualisierungslösung TwinCAT HMI ermöglicht die komfortable Entwicklung und Pflege von Visualisierungsobjekten und Benutzeroberflächen. Die Präsentation der Informationen erfolgt entweder an den Maschinen und Anlagen oder via Internet über Webbrowser.
  • TwinCAT IoT unterstützt standardisierte Kommunikationsprotokolle für Cloud-Anwendungen und liefert damit die Voraussetzung für die Datenaggregation in der Cloud oder lokal in der Fertigungsstätte. Mithilfe von TwinCAT Analytics können die gesammelten Daten spezifisch ausgewertet werden.
  • TwinCAT Cloud Engineering erlaubt die Verwendung der bekannten TwinCAT-Engineering- und -Runtime-Produkte direkt in der Cloud.

Für die Kommunikation zwischen der Maschinensteuerung und cloudbasierten Diensten hat Beckhoff die Produktgruppe TwinCAT IoT entwickelt. Sie unterstützt die standardisierten Protokolle OPC UA, AMQP und MQTT zur Kommunikation mit den gängigen Cloud-Systemen, wie z. B. Microsoft Azure™, Amazon Web Services sowie Private-Cloud-Systeme im unternehmenseigenen Netzwerk.
Für die Kommunikation zwischen der Maschinensteuerung und cloudbasierten Diensten hat Beckhoff die Produktgruppe TwinCAT IoT entwickelt. Sie unterstützt die standardisierten Protokolle OPC UA, AMQP und MQTT zur Kommunikation mit den gängigen Cloud-Systemen, wie z. B. Microsoft Azure™, Amazon Web Services sowie Private-Cloud-Systeme im unternehmenseigenen Netzwerk.

Für die Kommunikation zwischen der Maschinensteuerung und cloudbasierten Diensten hat Beckhoff die Softwarebibliothek TwinCAT IoT entwickelt. Sie unterstützt die standardisierten Protokolle OPC UA, AMQP und MQTT zur Kommunikation mit den gängigen Cloud-Systemen, wie Microsoft Azure™, Amazon Web Services sowie Private-Cloud-Systeme im unternehmenseigenen Netzwerk. Eingebaute Sicherheitsmechanismen verhindern den Missbrauch von Daten durch unbefugten Zugriff und schützen das geistige Eigentum des Unternehmens.

Über TwinCAT Analytics werden die Prozessdaten synchron zum Maschinenzyklus aufgezeichnet und ausgewertet und können u. a. für Predictive-Maintenance und Maschinenoptimierungszwecke genutzt werden. Aus den gespeicherten Daten lassen sich mit den entsprechenden Analysewerkzeugen alle notwendigen Informationen ableiten, um die Maschine energetisch oder hinsichtlich des Prozessablaufs zu optimieren. Post-Mortem-Analysen, Diagnose sporadischer Fehler, frühzeitige Detektierung von Qualitätseinbußen und Erkennung von Produktionsengpässen erhöhen die Anlagenzuverlässigkeit und -verfügbarkeit. Die Datenanalyse liefert dem Hersteller ggf. auch umfangreiche Kenntnisse über das Betriebsverhalten seiner Maschine. Diese kann er – mit dem Ziel der Kostensenkung und einer idealen Maschinenauslegung – bei zukünftigen Konstruktions- und Fertigungsprozessen nutzen. Mit TwinCAT Cloud Engineering wird eine Instanziierung und Verwendung der existierenden TwinCAT-Engineering- und -Runtime-Produkte direkt in der Cloud ermöglicht. Der Zugriff erfolgt einfach über die Beckhoff-Webseite. Registrierte Anwender verfügen hier unter anderem über die Möglichkeit, TwinCAT-Cloud-Engineering-Instanzen zu erzeugen. Die Ankopplung realer Steuerungshardware an die TwinCAT-Cloud-Engineering-Instanz erfolgt über einen sicheren Transportkanal. Der Anwender bekommt so Zugriff auf alle Vorzüge der TwinCAT-Architektur direkt in der Cloud, wodurch z. B. die Zusammenarbeit mehrerer Entwickler vereinfacht wird.

Für Anwendungen in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie sowie der Primärverpackung bietet Beckhoff eine ganzheitliche Edelstahl-Steuerungslösung im Hygienic Design, die den strengen Anforderungen an Hygiene- und Reinraumvorschriften entspricht.
Für Anwendungen in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie sowie der Primärverpackung bietet Beckhoff eine ganzheitliche Edelstahl-Steuerungslösung im Hygienic Design, die den strengen Anforderungen an Hygiene- und Reinraumvorschriften entspricht.
Die Edelstahlausführung in Schutzart IP 69K eröffnet dem XTS auch Anwendungsbereiche mit hohen Hygieneanforderungen.
Die Edelstahlausführung in Schutzart IP 69K eröffnet dem XTS auch Anwendungsbereiche mit hohen Hygieneanforderungen.

Die Steuerungslösung im Hygienic Design für den Einsatz in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie

Für Verpackungsaufgaben in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie liefert Beckhoff eine komplette Edelstahl-Steuerungslösung im Hygienic Design, die den strengen Hygiene- und Reinraumvorschriften entspricht.

Für den Einsatz als Anzeige- und Bediengeräte unter IP-65-Bedingungen eignen sich die Control-Panel- und Panel-PC-Serien in hochwertiger Edelstahlausführung. Ergänzend stehen für die I/O-Anbindung EtherCAT-Box-Module im Edelstahlgehäuse zur Verfügung. Sie erfüllen die Schutzklasse IP 69K und sind für den Einsatz direkt an der Maschine ausgelegt.

Die Edelstahl-Servomotoren AM8800 sind in Schutzart IP 67 klassifiziert (optional auch IP 69K). Abgerundet wird das Edelstahl-Produktportfolio durch das lineare Transportsystem XTS Hygienic: Wasserdicht ausgeführt in Schutzart IP 69K, ohne Ecken und Kanten zur leichten Reinigung und resistent gegen aggressive Reinigungsmittel eignet sich das XTS Hygienic hervorragend für den Einsatz in der Primärverpackung und der Lebensmittelindustrie.