Demos leichtgemacht

Wer potentiellen Kunden Schweißvorgänge demonstrieren möchte, der muß eine solche Demo-Anlage rasch parametrieren können. Weg von der Hardware-SPS hin zur Software-SPS geht hier der Trend.

Der Stolz in der Stimme ist unverkennbar, wenn Hans-Peter Klüger die Namen der Besucher Revue passieren läßt: „Ob Volkswagen, Opel, Mercedes-Benz, BMW, Volvo oder Ford, alle arbeiten mit unseren Anlagen, alle waren schon einmal hier in Augsburg."

Was die Elite der Automobilfertiger nach Augsburg zu Hans-Peter Klüger reisen läßt, ist rasch beschrieben: Der Diplom-Ingenieur schult, testet und plant den Einsatz von Feld- und Prozeßbussystemen bei der KUKA Schweissanlagen GmbH, einem Unternehmen mit über 800 Mitarbeitern, das der gesamten Automobilindustrie die benötigten Schweißanlagen fertigt. Sein wichtigstes Werkzeug bei seiner Tätigkeit: eine Demo-Zelle zum automatisierten Schweißen. Sie zeigt anschaulich, wie wendig und zuverlässig Roboter arbeiten können.

Die Roboter werkeln in der Demo-Zelle

Ein potentieller Anwender kann in Augsburg schon vorab den Schweißroboter in Aktion erleben. Er kann ihn persönlich in Augenschein nehmen, kann ihn Arbeiten ausführen lassen und Testläufe fahren. „Hier stehen drei Industrieroboter, ein Hubfahrwerk, ein Hubtisch und diverse dezentrale E/A. Und all das ist komplett vernetzt," umreißt Klüger den Aufbau der Demozelle für die Schweißpräsentationen.

Es ist eine Standard-Schweißzelle, mit der Kuka selbst auch eigene Tests für Zangen und Verfahren ausführt. Derzeit arbeitet die Anlage mit speicherprogrammierbaren Steuerungen von unterschiedlichen Herstellern, aber Kuka ist derzeit auf der Suche nach einem softwarebasierten Steuerungssystem, um die Anlage noch weiter standardisieren zu können und um sie noch flexibler nutzen zu können. Klüger: „Wir wollen von den Standard-SPS wegkommen. Es soll hin zur Kuka-spezifischen SPS gehen." Und Hans-Peter Klüger zeigt den künftig bei Kuka geplanten Weg auf: „Wir glauben, daß der Weg hin zur PC-basierten SPS geht. Hier möchten wir mit PC-Worx von Phoenix Contact erste Erfahrungen sammeln."

Modular geht’s auf Maß

PC-Worx ist ein Komplettsystem mit Hard- und Software. Phoenix Contact hat im modularen Softwarepaket verschiedene Software-Standards wie IEC 1131 und Windows zu einem zusammenhängenden Werkzeug integriert. Diese Software sichert die durchgängige Projektierung , Programmierung und Datenhaltung sowie eine durchgängige Kommunikation. Um die Daten gemeinsam nutzen zu können, ist eine gemeinsame Datenbasis vorhanden, so daß der Anwender für neue Programme vorhandene Daten wiederverwenden kann. Aufwendige und fehleranfällige Mehrfacheingaben entfallen.

Der Anwender kann für seine Arbeit drei Werkzeuge nutzen. Zum einen System-Worx zum Planen, Parametrieren und Diagnostizieren des gesamten INTERBUS-Netzwerks und einzelner Teilnehmer. Zum zweiten Programm Worx, die Software für die IEC 1131-gerechte Programmierung von Steuerungsprogrammen und als drittes Werkzeug Graph Worx für die Visualisierung in der Leitebene oder zum Darstellen von Signalzuständen in einer Bedien- und Beobachtungsstation. PC Worx ist zudem Bestandteil des kompletten, offenen und durchgängigen Automatisierungskonzeptes Open Control.

„Es arbeitet so wie ein Client/Server-Modell. Wir haben drei Clients installiert: für die SPS, zum Visualisieren und für das Bussystem. Darunter sitzt die gemeinsame Datenbasis". Und Klüger weiter: „Zu diesem gesamten Engineering-Paket gehört ein Coprozessor-Board, das im PC steckt, darauf sitzt ein 486DX-100-MHz-Prozessor. Auf dem PC läuft das Echtzeitbetriebssystem Proconos, das eigentlich die SPS ist. Dieses Coprozessor-Board läßt sich auch mit einer 5-V-Spannung versorgen und stellt so eine eigenständige SPS dar."

Standards senken Kosten

Noch testen die Augsburger das ganze Paket. „Wir sind jetzt in der Beta-Phase", merkt Klüger an, „in einem halben bis dreiviertel Jahr ist die Sache abgeschlossen." Erste Erfahrungen mit dem Einsatz von PC-Worx liegen bei KUKA vor. Die Augsburger konnten die Hardware-Kosten senken, weil PC-basierte Steuerungen mit preiswerten Standardkarten realisierbar sind. Als wichtigster Nutzen wird jedoch erwartet: wesentlich geringere Engineering-Kosten. Auch hierbei spielt die Standardisierung die große Rolle.

„Die Idee, die bei uns dahintersteckt", merkt Klüger an, „ist leicht beschrieben. Wir haben es bisher beim Bau unserer Schweißlinien mit unterschiedlichen SPSen zu tun. Aufgrund der unterschiedlichen Programmiersprachen mußten wir für jedes Projekt neue Programme schreiben, obwohl wir bereits standardisierte Funktionsbausteine hatten - leider aber meist im falschen SPS-Dialekt. Durch den Einsatz eines IEC 1131-Standardproduktes und des PC können wir nun Bausteine standardisieren und dann immer überall einsetzen. Und da erwarten wir uns im Engineering-Bereich enorme Einsparungen."

All das gilt zugleich auch für die Visualisierungskosten, denn man will künftig überall dort, wo es möglich ist, Standardvisualisierungen erreichen: „Wir wollen von der Sprachenvielfalt der Speicherprogrammierbaren Steuerung sowie der Vielfalt von Visualisierungssystemen wegkommen. Es soll hin zur KUKA-spezifischen Programmier- und Bedienoberfläche gehen." Für Klüger liegt die Erleichterung darin, daß standardisierte Steuerungsbausteine und standardisierte Visualisierungsbausteine modular kombiniert werden können.

Der Trend: Plug & Play

Künftig die Gesamtkosten für die Anlage noch weiter zu senken, daran geht kein Weg vorbei. Ob Kosten für die Vernetzung oder Inbetriebnahme, Standards tragen stets dazu bei, die Kosten zu senken. Spürbare Kostenspareffekte sieht Klüger denn auch beim Realisieren von Kommunikationswegen der einzelnen Zellen-SPS untereinander: „Wir wollen hier einfache Plug & Play-Netzwerke verwenden." Stillstandszeiten, gerade in der Automobilindustrie, verursachen rasch Kosten in der Größenordnung von 100 000 Mark und mehr. Hier gilt es, zum einen Stillstand vorausschauend zu vermeiden und zum anderen, wenn die Anlage schon steht, daß sie rasch wieder anläuft. Aufgrund von statistischen Auswertungen läßt sich mit PC Worx die Qualität des Netzes analysieren. Wenn abzusehen ist, daß manche Teilnehmer häufiger Fehlermeldungen verursachen, kann der Anlagenbetreiber diese vorbeugend austauschen.

Bei allem Fortschritt, der sich per Software realisieren läßt, faszinieren die Ferndiagnose und das Fernwirken den Anlagenbauer besonders. Wer, wie Kuka, Anlagen in der ganzen Welt stehen hat, der weiß, was es bedeutet, sich von Augsburg aus in Anlagen einloggen zu können. „Nach China ist man zum Beispiel drei Tage unterwegs", weiß Klüger. Bei der klassischen SPS gibt es bisher die Möglichkeiten des Eingreifens per Telefon nicht. Ein PC läßt sich aber jederzeit ans Modem oder ans Internet anschließen: „Wir erwarten uns hier ebenfalls starke Kosteneinsparungen."

Kuka hat die Möglichkeiten der Ferndiagnose schon innerhalb des Werkes getestet und sogar mit zufriedenstellenden Ergebnissen. Doch das größte Problem sieht Klüger in der Sicherheit der Netzverbindung und warnt vor allzu früher Euphorie, denn er kennt seine Kunden: „Es ist zwar schön, wenn man sich aus der Ferne in die Anlage einloggen kann, aber kein Anlagenbetreiber wird zulassen, daß jeder von extern auf seine SPS zugreifen kann. Hier müssen also ganz knallharte Sicherungsmechanismen eingebaut werden."