PC-based Control für die Reifen- und Gummi-Industrie
Beckhoff stellt Maschinenbauern und Endkunden in der Reifen- und Gummi-Industrie eine performante und maximal skalierbare Systemlösung zur Verfügung, die im gesamten Produktionsprozess durchgängig einsetzbar ist: von der Materialvorbereitung und dem Reifenbau, über Vulkanisation, Fördertechnik und Materialhandling bis zur Endkontrolle. Die Automatisierungssoftware TwinCAT und leistungsstarke Industrie-PCs bilden zusammen mit performanter Motion Control und EtherCAT-basierten I/Os die Basis für die präzise Synchronisation aller Abläufe – inklusive einer systemintegrierten Prüfstandsautomatisierung, vertikaler Integration und MES-Anbindung über Industrie-4.0-Standards wie OPC UA.
Ihr Vorsprung in der Reifen- und Gummi-Industrie mit Beckhoff:
- klare Wettbewerbsvorteile durch innovative Technologien
- durchgängige Komplettlösung für ebenso schnelle wie präzise Applikationen
- passgenaue Lösungen dank modularem und skalierbarem Portfolio
- kompetente Beratung dank tiefgehendem Branchen-Know-how
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Unsere Technologien für die Reifen- und Gummi-Industrie
Alle Steuerungsfunktionen auf einer Plattform: PC-based Control
Mit PC-based Control bietet Beckhoff eine offene und alle Bereiche der Reifen- und Gummi-Industrie umfassende Systemlösung: Modular im Aufbau und skalierbar hinsichtlich Leistung, Bauform und Preis steht eine variable Hardware für alle Maschinenfunktionen zur Verfügung: von der Prozesssteuerung, HMI, Motion Control, Robotik, Safety, Messtechnik bis hin zu systemintegrierter Vision und IoT-Anbindung. Rückgrat des Systems sind skalierbare Industrie-PCs, kombiniert mit der modularen und echtzeitfähigen Softwareplattform TwinCAT sowie EtherCAT als leistungsfähigem Realtime-Ethernet Kommunikationssystem. Mit PC-based Control stellt Ihnen Beckhoff eine performante und zukunftsfähige Lösung zur Verfügung.
Die Vorteile von PC-based Control auf einen Blick:
- offen in Soft- und Hardware, von die sicheren Integration Ihres eigenen Know-hows bis zur Cloud-Anbindung
- flexibel auch anspruchsvolle Prozesse und Bewegungsabläufe automatisieren und präzise synchronisieren
- maßgeschneiderte Lösungen hinsichtlich Leistung, Bauform und Preis passend zu Ihren Anforderungen
Flexibel, modular und performant: die DNA von TwinCAT 3
ie Automatisierungssoftware TwinCAT 3 integriert sämtliche Engineering- und Runtime-Prozesse zur Realisierung aller Steuerungsaufgaben. Flexibel nach den Standards der IEC 61131-3, in C++ oder mit MATLAB® und Simulink® programmierbar, hebt TwinCAT Ihre Möglichkeiten in der Realisierung komplexer Abläufe inklusive Prüfstandsautomatisierung auf das nächste Level. Umfangreiche Softwarebausteine decken alle Anforderungen der Reifen- und Gummi-Industrie ab, inklusive Hydraulikanwendungen. TwinCAT MC3 erweitert z. B. die Motion Control-Funktionen um Features wie Multicore- und Multitaskingfähigkeit.
Die Vorteile von TwinCAT auf einen Blick:
- Integration aller Funktionen, von HMI über Motion Control, Robotik, Safety, Messtechnik bis hin zu Vision, Cloud-Anbindung und Machine Learning
- umfangreiche Bibliotheken für Motion Control sowie Roboterkinematiken
- skalierbare Motion-Control-Plattform ohne feste Limitierung der Achsanzahl
- präzise synchronisierte Bewegungen beliebiger Achsen und Achsverbünde über alle CPU-Cores (Multicore)
Kompromisslos schnell, flexibel und offen: EtherCAT
Die EtherCAT-Technologie wurde durch Beckhoff im Jahr 2003 auf den Markt gebracht und als offener Standard der Automatisierungstechnik zur Verfügung gestellt. Aufgrund seiner hohen Kommunikationsgeschwindigkeit, der hochgenauen Synchronisation über Distributed-Clocks und seiner hohen Nutzdatenrate übernimmt er die gesamte Prozesskommunikation und ist I/O-, Safety- und Antriebsbussystem in einem. Mit herausragender Leistung, flexibler Topologiewahl, umfangreicher Diagnose und einfacher Konfiguration eignet sich EtherCAT optimal auch für den Einsatz in der Reifen- und Gummi-Industrie.
Die Vorteile von EtherCAT auf einen Blick:
- extrem schnelle Zykluszeiten für präzise und effiziente Prozesse
- große Auswahl EtherCAT-kompatibler Sensoren und Aktoren im Markt
- flexible Anbindung anderer Feldbussysteme wie PROFINET und Ethernet/IP
- reduzierter Verkabelungsaufwand durch Einkabellösung EtherCAT P
- maximale Leistung mit Geschwindigkeiten von 1 GBit/s bzw. 10 GBit/s durch EtherCAT G bzw. EtherCAT 10G
Steuern und Regeln im Sub-100-µs-Bereich
Es gibt Anwendungen mit extremen Anforderungen an Zyklus- und Reaktionszeiten, beispielsweise in der additiven Fertigung. Auch in vielen klassischen Werkzeugmaschinen besteht verstärkt die Notwendigkeit, kürzeste Zykluszeiten bereitzustellen. Hierfür hat Beckhoff bereits 2008 eine bahnbrechende Lösung vorgestellt: XFC. Mit der eXtreme Fast Control Technology ist es möglich, I/O-Response-Zeiten unter 100 μs zu realisieren. Die Basis dafür bildet eine optimierte Steuerungs- und Kommunikationsarchitektur aus modernen Industrie-PCs, ultraschnellen I/O-Klemmen mit erweiterten Echtzeiteigenschaften, das Highspeed-Ethernet-System EtherCAT und der Automatisierungssoftware TwinCAT.
Die Vorteile XFC-Technologie auf einen Blick:
- extrem kurze Regelkreise mit 100 µs Zykluszeit realisierbar
- schnelle I/O-Ansprechzeit ab 85 µs
- harte Synchronisation von CPU, I/O und Antriebe durch Distributed Clocks mit 64 Bit-Auflösung
- viele digitale und analoge Eingangs- und Ausgangsmodule unterstützen XFC
Unsere Produkt-Highlights für die Reifen- und Gummi-Industrie
Eliminiert den Schaltschrank: das MX-System
Das MX-System ermöglicht vollständig schaltschranklose Automatisierungslösungen. Der Baukasten aus unterschiedlichen Baseplates und Funktionsmodulen (IPC-, Koppler-, I/O-, Drive-, Relais- und Systemmodule) vereint alle Aufgaben und Eigenschaften eines Schaltschranks: Energieeinspeisung, -absicherung und -verteilung, Erzeugung und Überwachung von Hilfsspannungen, Ablaufsteuerung mit den Ein- und Ausgängen, Ansteuerung von Motoren und Aktuatoren sowie die Anschlussebene für die Feldgeräte. Die nach internationalen Standards zertifizierten Baugruppen verringern die Aufwände bei Planung, Zusammenbau, Maschineninstallation sowie Instandhaltung.
Die Vorteile des MX-Systems auf einen Blick:
- geringerer Footprint der Anlagen durch Wegfall der Schaltschränke schafft zusätzliche Stellfläche in der Produktion
- robustes IP67-Gehäuse erlaubt den Einsatz in allen Bereichen der Reifen- und Gummi-Industrie
- Effizienzsteigerung bei der Maschinenherstellung durch reduzierten Engineering-, Montage- und Testaufwand
- flexibel kombinierbar mit EtherCAT-Box-Modulen und dezentralem Servoantriebssystem
- integrierte Safety-Funktionalitäten für Antriebe und I/Os über FSoE
Die komplette Bandbreite in einem System: Standard-I/Os, präzise Messtechnikklemmen und kompakte Antriebstechnik
Das umfangreiche Beckhoff I/O-Portfolio umfasst alle Einsatzbereiche und Umgebungsbedingungen und bietet eine hohe Vielfalt an Feldbusprotokollen und Signalarten – bis hin zu kompakter Antriebstechnik (bis 48 V DC), Leistungsmessung und hochpräziser systemintegrierter Messtechnik mit einer Auflösung von 24 Bit, bis zu 50 kSps pro Kanal und einer Messgenauigkeit von 100 ppm, optional auch mit Kalibrierzertifikat. Robuste IP 67-geschützte EtherCAT Box-Module der EP/EPP-Serie ermöglichen die Signalerfassung direkt an der Maschine. Dies ist z. B. bei einem Retrofit in der Vulkanisation von Vorteil, wo häufig erhöhte Temperaturanforderungen und beengte Platzverhältnisse bestehen.
Die Vorteile der Beckhoff I/Os auf einen Blick:
- vielseitig: Standard-I/Os, Messtechnik und kompakte Antriebstechnik in einem System
- modular: unterschiedliche Signalkonfigurationen individuell konfigurierbar
- robust: IP67-geschützte EtherCAT Box-Module für erweiterte Umgebungs- und Temperaturbereiche
- flexibel: zentrale und dezentrale Installationen über EtherCAT- und EtherCAT P beliebig kombinierbar
Antriebssysteme für dynamische und präzise Positionieraufgaben
Mit unserer einzigartigen Vielfalt an elektrischer Antriebstechnik verschaffen wir Ihnen einen technologischen Vorsprung gegenüber Wettbewerbern: Ob leistungsstarke Multiachs-Servosysteme mit Synchron Servomotoren, hochdynamische Linear Servomotoren, kompakte Elektrozylinder, kompakte Antriebe für den Niederspannungsbereich oder Antriebslösungen für schaltschranklose Maschinenkonzepte – alle Komponenten sind systemintegriert und zu leistungsfähigen Montageprozessen kombinierbar. Das umfangreiche Programm an linearen und rotatorischen Servomotoren ist optimal auf die Servoverstärker zugeschnitten und eignet sich für mehrachsige Positionieraufgaben mit hoher Dynamik und Genauigkeit.
Die Vorteile einer skalierbarer Antriebstechnik auf einen Blick:
- viele Technologien, ein System: unterschiedliche Antriebs- und Handhabungstechnologien beliebig kombinieren und präzise synchronisieren
- Montageprozesse neu denken: Intelligente Transportsysteme ermöglichen überlegene Maschinenkonzepte.
- One Cable Technology: spart Bauraum und Installationszeit
- Safety inklusive: TwinSAFE für alle Beckhoff Antriebslösungen verfügbar
- kompakte Antriebstechnik: Motion Control für den Niederspannungsbereich
Hochskalierbare Industrie-PCs decken exakt den definierten Leistungsbedarf ab
Mit einem breiten Portfolio skalierbarer Industrie-PCs deckt Beckhoff das komplette Anforderungsspektrum der Reifen- und Gummi-Industrie ab. Die Bandbreite reicht von Ultra-Kompakt-Industrie-PCs mit Multi-Core-Performance und optionalen Grafikprozessoren, über Embedded-PCs mit anreihbarer I/O-Ebene, bis hin zu Schaltschrank-Industrie-PCs. Über TwinCAT Core Boost lässt sich die Leistung jedes CPU-Cores zudem individuell anpassen. Hinzu kommen Control Panel und Panel-PCs, die kundenspezifisch im Design und mit individuellen Tasterweiterungen anpassbar sind. Von kompakt bis komplex; in Bezug auf Platzbedarf, Leistung und Preis können Sie unsere Industrie-PCs optimal Ihren Anforderungen anpassen.
Die Vorteile hochskalierbarer Industrie-PCs auf einen Blick:
- variabel: der passende Industrie-PC hinsichtlich Bauform und Performance
- langzeitverfügbar: fein austarierte Balance zwischen neuesten PC-Technologien und langfristig verfügbaren Komponenten
- leistungsstark: verschiedene Prozessor-Architekturen decken alle Leistungsklassen ab
- zusätzliche Performance-Optimierung: Leistung einzelner CPU-Kerne mit TwinCAT Core Boost individuell anpassen
Einfach und sicher in jede Cloud
Moderne, auf Industrie 4.0 ausgerichtete Anlagenkonzepte bieten zahlreiche Vorteile hinsichtlich Prozesseffizienz und -qualität. Für die standardisierte Kommunikation zwischen Maschinen und Leitrechner oder in Cloud-Systeme hat unsere Automatisierungsplattform entsprechende Schnittstellen standardmäßig integriert. Mit den Ultra-Kompakt-Industrie PCs C60xx als kompakte und leistungsfähige IoT Edge Devices lassen sich auch Maschinen mit älteren Steuerungen von Drittanbietern für die digitale Fabrik fit machen und auch deren Daten sammeln und verdichten. Für die Datenanalyse in der Cloud steht TwinCAT Analytics zur Verfügung; als Betriebssysteme Windows, TwinCAT/BSD und Linux®.
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Beispiel einer Steuerungsarchitekur für die Materialvorbereitung und den Reifenbau
Leistungsfähige Industrie-PCs und Control Panels bilden − zusammen mit der Software TwinCAT NC PTP − die Steuerungsplattform für das Motion-Control-System. Speziell für den Einsatz im Vorbereitungs- und Konfektionsbereich stehen in TwinCAT Standardfunktionen, wie Kurvenscheiben und Fliegende Säge, zur Verfügung. Die Integration von Condition Monitoring und Vision in TwinCAT ersetzt externe Lösungen zur Überwachung und Bildverarbeitung.
Die Servoantriebstechnik unterstützt nicht nur elektronische Motortypenschilder für Plug-and-play, sondern auch die Sicherheitstechnik. Antriebsparametrierung und Parameterspeicherung sind vollständig in TwinCAT integriert. Der Anschluss der Servomotoren erfolgt kostengünstig über die One Cable Technology, welche Power und Feedbacksignale in einem Standardmotorkabel kombiniert. Für Verstellachsen mit Absolutgebern steht mit den Servomotorklemmen auch eine kompakte Lösung für das I/O-System zur Verfügung.
Beispiel einer Steuerungsarchitektur für die Vulkanisation
Robuste Control Panels und kompakte Embedded-PCs bilden die Basis der PC-basierten Steuerung für die Vulkanisation. Der schnelle Feldbus EtherCAT und die EtherCAT-Box-Module in IP67 für Standard- und Safety-Signale, die EtherCAT-Klemmen für den erweiterten Temperaturbereich sowie hoch präzise, kalibrierte Temperaturerfassungsklemmen bilden die ideale Feldbusplattform für die Heizpressensteuerung.
Die Basissoftware für hydraulische und mechanische Vulkanisierpressen und die TwinCAT-Controller-Toolbox ermöglichen eine schnelle Time-to-Market. Die Archivierung der Produktionsdaten kann über eingebaute Massenspeicher, standardisierte Cloud-Protokolle sowie direkte Datenbankanbindung aus der SPS erfolgen.
Beispiel einer Steuerungsarchitektur für die Fördertechnik und das Materialhandling
PC-based Control mit den dezentralen EtherCAT-I/O-Klemmen und den EtherCAT-Box-Modulen der Serien EP/EPP eignet sich ideal für den Einsatz in Förderanlagen zum Transport der Reifen von der Maschine zu weiteren Verarbeitungsstationen. Zur Ansteuerung von Rollbahnsystemen steht die EtherCAT Box EP7402 zur Verfügung. EtherCAT erlaubt die Realisierung ausgedehnter Anlagen mit Abständen von bis 100 m zwischen den einzelnen I/O-Inseln. Auf Basis der Kabelredundanz von EtherCAT ist eine hohe Verfügbarkeit der Anlage gewährleistet.
Dezentrale Antriebskonzepte, wie sie in Förderanlagen häufig zum Einsatz kommen, lassen sich aufgrund der Multi-Feldbusfähigkeit der Beckhoff Automatisierungsplattform problemlos in die zentrale Steuerung integrieren. Über Gateways und Schnittstellen werden unterschiedliche Hardwarekomponenten, wie z. B. Scanner, RFID-Einheiten oder Kamerasysteme zur Produktverfolgung oder auch Robotersysteme angesteuert. Anstelle der verdrahteten Sicherheitskette tritt das dezentrale Sicherheitssystem TwinSAFE. Die TwinSafe-Komponenten lesen die sicheren Signale an der Anlage ein; der Datentransport zum PC erfolgt über das Safety-over-EtherCAT-Protokoll.
Beispiel einer Steuerungsarchitektur für die Endinspektion und Prüftechnik
PC-based Control mit steuerungsintegrierter Messtechnik ist die optimale Basis für Test- und Prüfmaschinen in der Reifenproduktion. Leistungsfähige Industrie-PCs, Control Panels mit Touchscreen und mechanischen Tasterfeldern, die EtherCAT-I/Os mit Gateways zu unterlagerten Feldbussystemen sowie TwinCAT zur Steuerung von Maschinenabläufen und Motion Control sind die Bestandteile einer schlanken, hochintegrierten Steuerungsarchitektur.
Ablaufsteuerung und Messtechnikaufgaben erfolgen mit PC-based Control auf einer durchgängigen Plattform. Für anspruchsvolle Messtechnikaufgaben kommen die schnellen und hochgenauen Messtechnikmodule der Serie ELM zum Einsatz. Die Integration der Messtechnik in die Steuerung bietet den Vorteil einer synchronen Signalerfassung und des vollen Datenzugriffs, d. h. alle Prozessinformationen und Messsignale stehen der Steuerung zu jeder Zeit und in vollem Umfang zur Verfügung. Darüber hinaus steht zur optischen Inspektion ein Vision-Portfolio in Hard- und Software zur Verfügung. Durch die Integration von C/C++ und MATLAB® und Simulink® in die Automatisierungssoftware TwinCAT eröffnen sich vielfältige Anwendungsgebiete in Test- und Prüfmaschinen für die Endinspektion.