Seit Jahren tendiert der Maschinenbau zu modularen und standardisierten Maschinenkonzepten. Dafür müssen die Antriebe neben Motion-Control-Funktionen immer mehr Logik- und Technologiefunktionen übernehmen. Der Vorteil liegt in der Entlastung der übergeordneten Anlagensteuerung. Speziell beim Motor bietet dieses Lösungskonzept den Vorteil, dass bei einigen Applikationen der Schaltschrank aufgrund der dezentralen Technik kleiner ausfallen oder sogar komplett entfallen kann.
Erste schaltschranklose Verpackungsmaschinen waren auf der vergangenen Interpack 2014 in Düsseldorf zu sehen. Die Grenzen dieser Dezentralisierung setzen lediglich die erforderliche Leistung und die benötigte Antriebsfunktionalität. „Der Trend geht immer stärker zu technologisch anspruchsvoller Antriebsfunktionalität bei gleichzeitig sehr einfacher Handhabung. Hierbei kommt es gerade im Maschinenbau vermehrt zur Kombination von zentral gesteuerten Schaltschranklösungen und dezentralen Antriebslösungen. Beispielsweise können in einer Maschine zentral angesteuerte Vorschubachsen und dezentral gesteuerte Antriebsbänder gleichzeitig zum Einsatz kommen“, stellt Heiko Füller von SEW-Eurodrive fest.
Hersteller von Frequenzumrichtern reagieren darauf einerseits mit fertigen Bausteinen, andererseits mit individuellen Lösungen und werben in beiden Fällen mit den Vorteilen: Standardantriebskomponenten sind kostengünstiger und schneller austauschbar, die konsequent auftragsspezifische Konfiguration bedeutet hingegen eine bedarfsgemäße Auslegung der Antriebstechnik. Worin besteht nun die beste Lösung? Michael Burghardt von Danfoss weiß: „Der Markt fordert beide Konzepte – zentrale und dezentrale Maschinen- und Anlagenstrukturen. Der Anwender benötigt klassische Schaltschranklösungen ebenso wie motorintegrierte und motornahe Regelelektroniken, jeweils mit und ohne Intelligenz im Antrieb“, erklärt er und warnt ausdrücklich vor der Tendenz zu Komplettpaketen aus Umrichter und Motor, die als optimale und am einfachsten zu handhabende Baugruppe im Markt angeboten werden: „Mitnichten bringen diese Pakete immer die optimalste Lösung oder erreichen die höchste Energieeffizienz. Ferner läuft der Maschinenbauer Gefahr, sich technologisch in die Abhängigkeit von einem Lieferanten zu begeben.“
Ethernet und Security
Die Kommunikation von Antriebskomponenten über Ethernet-basierte Feldbussysteme bildet die Voraussetzung für eine dezentral installierte Intelligenz im Antrieb. Für Maschinenbauer ist es wichtig, die Komponenten flexibel für verschiedene Feldbusse anpassen zu können. Dieser Anforderung trägt beispielsweise Bosch Rexroth mit einer Multi-Ethernet-Schnittstelle Rechnung: Unterschiedliche Feldbusse werden allein über die Parametrierung angewählt, ohne Änderungen bei der Hardware. Damit wird auch eine Vernetzung auf Maschinenebene und mit IT-Technologien möglich, die bis zur Anbindung der Antriebe und Steuerungen an MES-Systeme geht.
Ein weiterer, ganz wesentlicher Aspekt ist hierbei das Thema IT-Security, das noch recht stiefmütterlich von der Industrie behandelt wird. Aufgrund der speziellen Anforderungen des industriellen Umfeldes im Vergleich zu klassischen Welt der Office-IT werden auch hier klare Anforderungen an industrielle Produkte und Prozesse benötigt. Vor allem der Trend zur einfachen und intuitiven Bedienung über das Smartphone ist ein neuralgischer Punkt, weil vorhandene Security-Lösungen derzeit keinen sinnvollen industriellen Einsatz gestatten. „Wir gehen aber davon aus“, sagt Heiko Füller von SEW-Eurodrive, „dass es in den nächsten Jahren auch hier industrietaugliche Lösungen geben wird. In unseren Entwicklungen berücksichtigen wir dies bereits.“