Embedded-PC CX7000 und EtherCAT-Klemmen im Einsatz bei Baumaschinen für Steinbrucharbeiten
Auch wenn Baumaschinen in Steinbrüchen – zumindest vordergründig betrachtet – nur grobe Arbeit leisten müssen, ist eine präzise und effiziente Steuerungstechnik unabdingbar. Dies gilt insbesondere für unbemannte, fernbedienbare Ausführungen, wie sie der portugiesische Spezialist Fravizel entwickelt. Das Unternehmen wählte daher, unterstützt von Beckhoff Distributor Bresimar, die hochkompakte Kombination aus Embedded-PC CX7000 und EtherCAT-Klemmen als zukunftssichere und robuste Steuerungslösung aus.
Fravizel ist ein portugiesisches Unternehmen mit über 39 Jahren Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von Geräten zur Erdbewegung sowie von Maschinen für Steinbrüche, Forstwirtschaft und Industrie, wie z.B. Diamantseilschneid- und Bohrmaschinen. Mit einer Präsenz auf fünf Kontinenten ist die Innovationsfähigkeit des Unternehmens nach eigener Aussage notwendig, um den unterschiedlichen Gerätebedarf des weltweiten und vielfältigen Kundenstamms abdecken zu können. Ein Mitglied des Engineeringteams von Fravizel erläutert in diesem Zusammenhang die Gründe für den Einsatz von PC-based Control: „Beckhoff Distributor Bresimar schlug den CX7000 als eine mögliche Lösung vor. Wir kannten diesen Embedded-PC nicht, analysierten ihn und erkannten, dass es sich um ein äußerst kompaktes Gerät handelt, das über alle notwendigen Verarbeitungs- und Speicherfunktionen verfügt. Und es war zudem kompatibel mit den Beckhoff Produkten und -Lösungen, die wir bereits einsetzten. Die Partnerschaft mit Bresimar war für die technische Entwicklung ebenfalls sehr wichtig, da wir die gesamte erforderliche Unterstützung erhalten haben.“
Kompakte und robuste Steuerungslösung
Die Maschinen, für die der Einsatz des Embedded-PC CX7000 vorgesehen ist, sind unbemannt und können nur von spezialisierten Bedienern ferngesteuert werden. Es handelt sich um Geräte für den Einsatz in Steinbrüchen zum Schneiden und Verarbeiten von Ziergestein. Der Modernisierungsbedarf und die Suche nach einer äußerst kompakten und robusten Lösung machten den CX7000 und die Beckhoff I/O-Technologie zu einer geeigneten Option, welche zudem die Kompatibilität mit dem bereits im Einsatz befindlichen Kommunikationsprotokoll EtherCAT sicherstellte. Die hohe Rechen- und Speicherkapazität der Kompaktsteuerung deckt laut dem Engineeringteam alle Anforderungen für eine korrekte Maschinenfunktion ab.
Die Funktion des CX7000 als EtherCAT-Master ermöglicht die Nutzung des breiten EtherCAT-I/O-Portfolios von Beckhoff in Verbindung mit einem sehr kompakten und kostengünstigen Gerät. Dementsprechend lässt sich die Steuerung in den unterschiedlichsten Systemen einsetzen. EtherCAT wurde – so das Team Automation & Control – bereits zuvor in der Kommunikation zwischen den Steuerungskomponenten der Maschinen eingesetzt und erwies sich als einer der großen Vorteile der Beckhoff Steuerungslösung, da sich Dritt-Hardware deutlich flexibler integrieren lässt als bei anderen Systemen.
Für die Funktionsfähigkeit der Baumaschinen sind in erster Linie die hydraulischen und pneumatischen Kreisläufe maßgeblich. Mit EtherCAT-Analog-Klemmen, wie z. B. EL3004, EL3174, EL4032, EL4034 und EL4038, lassen sich die hier wichtigen Größen Durchfluss und Druck von Proportionalventilen präzise steuern sowie die Systemleistungen erfassen. Die EtherCAT-Digital-Klemmen EL1809 und EL2809 werden u. a. als Befehlseingänge und für Sensoren bzw. als Ausgänge für hydraulische/pneumatische Magnetventile sowie Leistungs- und Regelantriebe eingesetzt.
Maschinen mit ausfahrbaren Armen, drehbarer Zentralachse und/oder seitlicher Verschiebung erfordern außerdem eine Positioniersteuerung für die verschiedenen Maschinensegmente, die durch die EtherCAT-Encoder-Klemmen EL5001 und EL5002 und über einen Absolutwertgeber erreicht wird. Für die zuverlässige Drucküberwachung der Hydraulik- und Pneumatiksysteme fassen EtherCAT-Eingangsklemmen EL3024 die Analogsignale von Druck-, Füllstands-, Neigungs- und Temperatursensoren in der gesamten Maschine zusammen.
Zukunftssicherheit durch Technologie
Mit Blick auf die Zukunft ist für Fravizel entscheidend, dass die gleiche Steuerung auch für weitere Projekte geeignet ist. Sollten beispielsweise mehr Signale benötigt werden, können einfach zusätzliche EtherCAT-Klemmen an den Embedded-PC CX7000 angereiht werden. Laut Distributor Bresimar ist die optimale Kombination aus Kompaktheit und Funktionalität des CX7000 für Fravizel nur der erste Schritt in die skalierbare PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff. Man unterhalte eine enge Verbindung zum Kunden, um innovative Lösungen mit Mehrwert für die entwickelten Anlagen zu schaffen sowie Wachstum und Wissensaustausch zu ermöglichen.