- Modularer Maschinenbau
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Der modulare Maschinenbau ist ein Konzept, bei komplexen - z. B. Verpackungsmaschinen oder Abfüllanlagen - die durch softwaregesteuerte Einzelantriebe erzeugten Bewegungsabläufe in modulare Funktionseinheiten zu zerlegen.
Der modulare Maschinenbau ist heute zumindest im Bereich Verpackungsmaschinen bereits vielerorts Praxis. Allerdings wird Modularität in ebenfalls vielen Fällen noch nicht konsequent betrieben und nur in Teilaspekten umgesetzt. Die führenden Hersteller von Automatisierungstechnik, die ihre Technologien auf die Erfordernisse des modularen Maschinenbaus ausrichten weisen auf die großen Vorteile des Ansatzes hin.
Beispiel
Eine Verpackungsmaschine zum Abfüllen von in Papier eingeschlagenen Butterstücken in einen Karton (Sammelverpackung) besteht aus mehreren Funktionseinheiten: Zuführbänder, Kartonaufrichter, Befülleinheit, Leimgerät usw. Konstruiert man diese Funktionseinheiten in Mechanik, Hard- und Software eigenständig, sind sie für neue Maschinen oder Varianten ohne große Änderungen wieder verwendbar bzw. austauschbar. Außerdem wirkt Modularität der steigenden Maschinenkomplexität entgegen. In einzelne Funktionsmodule strukturierte Maschinenkonzepte sind durchschaubarer, weil transparenter. Die Fehlerdiagnose vereinfacht sich. Insgesamt sinken Konstruktionsaufwand, Inbetriebnahme-Zeiten und ebenso der Aufwand für Reparatur und Instandhaltung.
Kommunikationssysteme für modularen Maschinenbau
Bussysteme (z. B. CANopen und Profibus) sowie Netzwerke (z. B. Industrial Ethernet) spielen bei der Kommunikation zwischen den einzelnen Maschinenmodulen eine zentrale Rolle. Um eine echte Eigenständigkeit der Funktionseinheiten zu erreichen, müssen die Kommunikationssysteme verteilte Steuerungsarchitekturen unterstützen. Ein Kommunikationssystem das solch eine Architektur unterstützt ist z. B. das Ethernet-basierte Automatisierungsnetzwerk SafetyNET p, welches CANopen-Profile verwendet. Dieses Netzwerk nutzt Publish-Subscribe für die Kommunikation und benötigt keinen zentralen Master, was eine Voraussetzung für verteilte Steuerungen ist. In Master/Slave-orientierten, modularen Maschinen werden die Vorschalt- (Up-stream) und Nachfolgegeräte (Down-stream) ebenfalls mit standardisierten Kommunikationssystemen verbunden. Ein typisches Beispiel sind die Nachfolgegeräte für Extruder, deren Kommunikationsschnittstellen von der Euromap-Organisation spezifiziert wurden.
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