Digitalisierung in der Motion Control-Antriebstechnik

Siemens zeigt die Durchgängigkeit des Digital Twin anhand der Applikation des Maschinenbauers Easysnap auf der SPS IPC Drives 2017. Die Digital Enterprise Suite bietet Werkzeuge für Erstellung des digitalen Zwillings und Apps machen die in MindSphere gesammelten Anlagendaten nutzbar.

Siemens demonstriert auf der SPS IPC Drives 2017 anhand der Verpackungsmaschine des Maschinenbauers Easysnap die Durchgängigkeit des Digital Twin über den gesamten Maschinenlebenszyklus hinweg. Dafür greifen sämtliche Engineering Tools für Konzeption, Auslegung und Inbetriebnahme nahtlos ineinander über und ermöglichen so echtes integriertes Engineering. Siemens bietet hierfür ein durchgängiges Portfolio verschiedener Werkzeuge, die eingebettet in das Lösungsportfolio "Digital Enterprise Suite", die Erstellung eines digitalen Zwillings erlauben und damit zu erheblichen Verbesserungen in der Wertschöpfungskette führen. Erstellt wird der Digital Twin zum Beispiel mit Werkzeugen wie dem Mechatronics Concept Designer, der kinematische Simulationen erlaubt und dem Auslegungstool Sizer, der aus diesen Daten die notwendigen elektrischen Antriebswerte und relevanten Produkte ableitet.

Die Integration der Antriebe und Motoren in Ihre Maschine mit durchgängigen Engineering-Tools bietet zahlreiche Vorteile und ermöglicht über eine Cloud-Anbindung Transparenz entlang des gesamten Antriebsstrangs. Die auf der SPS ausgestellte Easysnap-Maschine stellt kleine Einzelportionen von flüssigen und halbfesten F&B- und Kosmetikprodukten her. In der Applikation zeigt Siemens ein völlig neues Servo-Antriebssystem sowie den Digital Twin auf Basis von Teamcenter.

Im darauffolgenden Schritt der Inbetriebnahme können alle relevanten Daten weiterverwendet werden. Die geführte Auswahl stellt von vornherein sicher, dass Umrichter und Motoren für jede Anwendung perfekt zueinander passen. Diverse digitale Informationen wie technische Daten, 2D-Maßzeichnungen und 3D-Datenmodelle der Geräte, Makros für die Elektroplanung und Schaltpläne für die Elektrokonstruktion reduzieren den Arbeitsaufwand und beschleunigen das Engineering sowie die technische Dokumentation. Offene Schnittstellen zu eigenen wie zu Fremdsystemen vermeiden zudem mehrfaches, redundantes Erfassen und Abgleichen von Daten und stellen so automatisch die Konsistenz sicher. In der Folge wird damit unter anderem auch die Schaltschrankfertigung weiter vereinfacht.

Digitaler Zwilling der Applikation

Mit seinen integrierten Hard- und Softwarelösungen unterstützt Siemens Maschinenbauer dabei, einen Digitalen Zwilling ihrer Applikation zu erstellen und diesen auch virtuell im Modell zu optimieren. Damit lassen sich schon in einem frühen Stadium Fehler erkennen und eliminieren, was dann bei der realen Inbetriebnahme Zeit und Aufwand spart, weil alle Dinge sehr weit ausgereift und optimal konfiguriert sind. Von der Maschine im Betrieb generierte Daten werden in der MindSphere, dem offenen, cloudbasierten IoT-Betriebssystem von Siemens, gesammelt und nutzbar gemacht. Dazu stehen dem Anwender sogenannte MindApps oder auch Apps von Partnern zur Verfügung. Der von Easysnap genutzte Fleet Manager beispielsweise liefert einen Überblick über alle relevanten Betriebszustände und kann so frühzeitig Servicemaßnahmen vorschlagen und Stillstände vermeiden. Die MindApp Analyze MyDrives erkennt zudem echten Servicebedarf durch die kontinuierliche Kontrolle von Energieflüssen, Ausgangsspannung, Geschwindigkeit und Frequenz frühzeitig. So wird eine vorausschauende Wartung ermöglicht und Energieeinsparpotentiale können ermittelt werden.

Servo-Antriebssystem

Die auf der SPS IPC Drives ausgestellte Easysnap-Maschine stellt kleine Einzelportionen von flüssigen und halbfesten F&B- und Kosmetikprodukten her. In der Applikation zeigt Siemens sein neues Servo-Antriebssystem. Es besteht aus Sinamics S210 Umrichtern mit Simotics S-1FK2-Motoren samt one-cabel-connection (OCC) und Simatics S7-1500-T Controller mit integrierten Motion-Control- und Safety-Funktionalitäten in Kombination mit den in den Bereichen 3A bis 30A innovierten Sinamics S120 C-/D-Type Motormodulen. Die Inbetriebnahme erfolgt sehr einfach mit One-Button-Tuning. Das gesamte Sinamics 210 Servo Drive System ist UL-zertifiziert und bietet durch die Simotics S-1FK2-Motoren eine hohe Performance. Die Anbindung an MindSphere ist über eine MindConnect Nano möglich. "Die Digitalisierung in der Antriebstechnik erschließt Maschinenherstellern wie -betreibern eindeutige Vorteile, angefangen beim durchgängig digitalen Engineering über die Inbetriebnahme bis hin zum laufenden Betrieb. Damit lassen sich alle Abläufe entlang der Wertschöpfungskette transparent und dadurch letztendlich effizienter gestalten. Die Digitalisierung in der Antriebstechnik ist aus unserer Sicht ein sehr wirksamer Treiber zu höherer Wettbewerbsfähigkeit, an dessen Wirksamkeit wir kontinuierlich weiterarbeiten werden", resümiert Achim Peltz, Leiter des Segments General Motion Control (GMC) bei der Siemens AG.
 

Bild: Die auf der SPS ausgestellte Easysnap-Maschine stellt kleine Einzelportionen von flüssigen und halbfesten F&B- und Kosmetikprodukten her. In der Applikation zeigt Siemens ein völlig neues Servo-Antriebssystem sowie den Digital Twin auf Basis von Teamcenter. 

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