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Neue Freiräume für Maschinenkonzepte

Die Automatisierungsplattform umfasst alle erforderlichen Soft- und Hardwarekomponenten für vollständige Systemlösungen.
Die Automatisierungsplattform umfasst alle erforderlichen Soft- und Hardwarekomponenten für vollständige Systemlösungen.
(Bild: Bosch Rexroth)

Entwickler von Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen sind traditionell Vorreiter bei der Verlagerung von Funktionen in die Software der Steuerungen und Antriebe. Beim Einsatz der herkömmlichen Automatisierungslösungen sind sie jedoch von einem Korsett aus eingeschränktem Funktionsumfang, proprietären Steuerungssystemen und reiner SPS-Programmierung eingeschnürt. Ohne den Zugriff auf die Kernfunktionen der Steuerung erfordert die Umsetzung eigener Ideen in der Regel einen sehr hohen Programmieraufwand und teilweise sogar eigene Steuerungshardware.

ctrlx Automation bricht diese Grenzen auf und eröffnet Entwicklern neue Perspektiven für innovative Konzepte. Die Automatisierungsplattform umfasst alle erforderlichen Soft- und Hardwarekomponenten für vollständige Systemlösungen: Hochperformante Steuerungen, kompakte Antriebe, Safety, I/O Module und HMIs. Die Software übernimmt flexibel alle Aufgaben; von einfachen Handling-Anwendungen bis hin zur High Performance Motion Control. Das System ist in Hard- und Software hochskalierbar und deckt die Anforderungen für alle entsprechenden Anwendungen in Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen ab.

Eine Software für alle Topologien

Die Basis für diese Anwendungsbreite von ctrlx Automation schafft die neue Steuerung ctrlx Core. Eine neue Generation von Multicore-Prozessoren stellt ausreichend Rechenleistung für alle Automatisierungsaufgaben zur Verfügung. Die CPU ist durchgängig in Embedded Controllern, Industrie-PCs und in die neue Antriebsgeneration ctrlx Drive integrierbar. Einmal geschriebene Software läuft in allen Topologien gleichermaßen. Diese Durchgängigkeit vereinfacht die Modularisierung und die Skalierung von Maschinenkonzepten. Zukünftige CPU-Upgrades erfordern keinerlei Softwareanpassungen und Bosch Rexroth stellt eine Servicefähigkeit von mindestens 25 Jahren sicher. Damit schützen Entwickler die Investitionen in ihre Software langfristig und senken vorausschauend den Pflegeaufwand für Legacy-Systeme im Feld.

Moderne Softwarearchitektur

Auf dieser leistungsfähigen Steuerungs-Hardware hat Bosch Rexroth eine moderne Softwarearchitektur implementiert. Sie verbindet das Echtzeitbetriebssystem Linux mit durchgängig offenen Standards, App-Technologie, webbasiertem Engineering und umfassenden IoT-Verbindungen. Insgesamt verringert die Automatisierungsplattform den Engineering-Aufwand für neue Maschinen um 30 bis 50 Prozent.

ctrlx Automation orientiert sich an den Consumer- und Arbeitswelten, in denen Funktionen als frei kombinierbare Apps auf allen Geräteklassen
laufen.
ctrlx Automation orientiert sich an den Consumer- und Arbeitswelten, in denen Funktionen als frei kombinierbare Apps auf allen Geräteklassen laufen.
(Bild: Bosch Rexroth)

Apps beliebig kombinieren

Einen entscheidenden Beitrag dazu leistet der Umstieg auf die vom Smartphone bekannte App-Technologie. Entwickler bilden alle Maschinenfunktionen in diesen Anwendungsprogrammen ab und kombinieren sie beliebig. Das in die Steuerung integrierte zentrale ctrlx Data Layer ermöglicht fortlaufend Zugriff auf alle Echtzeit- und Nicht-Echtzeitdaten der installierten Apps. So wie sich beim Smartphone bei einer Videokonferenz Webbrowser, Kamera, Mikrofon und Lautsprecher im Hintergrund eigenständig koordinieren, arbeiten auch bei ctrlx Automation die verschiedenen Anwendungen ohne weiteren Programmieraufwand zusammen. Mit dem ctrlx Data Layer spielt es außerdem keine Rolle, ob Anwendungen als Runtime-Apps auf einer ctrlx Core installiert sind oder als Engineering-Apps und Services auf einem PC, Smart Device, oder ob sie in der Cloud ausgeführt werden.

Für die Erstellung von Bewegungsabläufen und Motion-Programmen wählen Entwickler Funktionen aus der webbasierten Engineering-Toolbox ctrlx Works aus und laden sie auf die Steuerung. Bosch Rexroth hat bereits 1992 die erste Motion Control für Verpackungsmaschinen entwickelt und seitdem den Funktionsumfang stetig erweitert. Weltweit nutzen mehrere tausend Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen Automatisierungslösungen von Bosch Rexroth einschließlich unterschiedlichster Robotik-Applikationen. Dieser hohe Erfahrungswert in der Automatisierung dieser Branchen ist in die Entwicklung von ctrlx Automation eingeflossen. Das umfangreiche Portfolio beinhaltet zahlreiche vorprogrammierte Anwendungsprogramme für typische Aufgabenstellungen.

Eigenes Know-how direkt umsetzen

Hersteller können zusätzlich uneingeschränkt auch eigene Motion-Programme sowie andere Funktionen auf die ctrlx Core übertragen und weiterentwickeln. So schützen sie ihr Know-how weiterhin optimal und sichern ihre bisherigen Investitionen in die Software durch den Umstieg auf eine langfristig verfügbare Steuerungshardware. Über das ctrlx Device Portal können sie alle intelligenten Komponenten von ctrlx Automation zentral aus der Ferne verwalten. Sie installieren per Mausklick relevante Security-Updates sowie neue Funktionen, ohne dass Spezialisten vor Ort sein müssen.

Die „Appisierung“ geht mit einer weiteren revolutionären Veränderung in der Automatisierung einher. ctrlx Automation ermöglicht die freie Wahl der Programmiersprache. Erstmals ist es möglich, auf einer industriellen Standardsteuerung neben den gewohnten SPS-Sprachen nach IEC 61131 und PLC Open auch mit den weit verbreiteten C-Sprachen, Java, Python oder dem grafischen Code Editor Google Blockly zu arbeiten. Das kommt besonders jüngeren Fachkräften entgegen, die in ihrer Ausbildung immer seltener mit den klassischen Automatisierungssprachen in Berührung kommen. Darüber hinaus können sie auch Open Source Software von Dritten, beispielsweise von der Entwickler-Community Git Hub, einbinden. Standardaufgaben wie VPN, OPC UA oder vordefinierte Bedienoberflächen laden Hersteller aus ctrlx Works ohne eigenen Programmieraufwand. Das vereinfacht auch die Anbindung neuer Maschinen an übergeordnete Systeme und die Integration in bestehende Linien beim Endkunden. ctrlx Automation ist die konnektivste Automatisierungsplattform auf dem Markt. Sie unterstützt mehr als 30 direkte Kommunikationsmöglichkeiten und fügt sich damit nahtlos in nahezu alle IT- und IoT-Umgebungen ein.

Beim Thema Konnektivität stellt sich immer auch die Frage nach der Datensicherheit. Das gesamte System ist Secure by Design und erfüllt IT-Sicherheitsstandards nach IEC 62443. Die Systemsoftware bietet ohne zusätzliche Hardware einen erhöhten Schutz vor Viren und Trojanern. Eine integrierte Firewall ermöglicht die verschlüsselte Übertragung von Daten durch VPN sowie sichere Remote-Services.

Die High-Performance CPU kann durchgängig in Embedded PC, Industrie PC oder direkt in den Antrieb integriert werden.
Die High-Performance CPU kann durchgängig in Embedded PC, Industrie PC oder direkt in den Antrieb integriert werden.
(Bild: Bosch Rexroth)

Kompakte Antriebstechnik für kleinere Schaltschränke

Auch auf der Antriebsseite bietet die Automatisierungsplattform neue Möglichkeiten. Das modulare Antriebssystem ctrlx Drive spart bis zu 50 Prozent Bauraum im Schaltschrank. Ohne zusätzlichen Platzbedarf lässt sich die Steuerung ctrlx Core integrieren und als vollwertige Automatisierungslösung einsetzen. Darauf abgestimmt sind die um bis zu 30 Prozent kompakteren MS2N Servomotoren und MS2E Servomotoren für den Einsatz in explosionsfähigen Gasen und Stäuben. Ihre Ein-Kabel-Lösung spart weiteres Volumen und verringert gleichzeitig den Verkabelungsaufwand um die Hälfte.

Energieeffiziente Antriebe reduzieren CO2-Emissionen

Zusätzlich senken die neuen Antriebe den Energieverbrauch. Gerade bei Herstellern von Fast Moving Consumer Goods ist dies eine wichtige Anforderung. Immer mehr Unternehmen wollen ihre CO2-Emissionen in der Produktion verringern. So ersetzt bei den modularen Mehrachssystemen die DC-Zwischenkreisverbindung bislang notwendige Zusatzhardware und ermöglicht den Energieausgleich über den Zwischenkreis. Dadurch können Konstrukteure die maximale Anschlussleistung im Vergleich zur Einzelachsanschaltung um bis zu 70 Prozent kleiner auslegen. Die Software ermöglicht zusätzlich eine variable Einstellung der Zwischenkreisspannung sowie der Obergrenzen für Ein- und Rückspeiseleistung. Dadurch können Kapazitätsmodule im Zwischenkreis zur Reduzierung von Lastspitzen im Versorgungsnetz optimal genutzt werden.

Zwei Schritte voraus

Mit ctrlx Automation erhebt Bosch Rexroth den Anspruch „Two Steps Ahead“ zu sein. Hersteller von Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen erschließen damit völlig neue Perspektiven, eigenständig innovative Funktionen in ihre Software zu integrieren und eigene Motion-Programme mit geringem Aufwand auf eine langfristig verfügbare Industriesteuerung zu implementieren. Sie gewinnen neue Freiheitsgrade für modulare und kompaktere Maschinenkonzepte, die sich ohne Zusatzaufwand in das IoT einfügen. Vor allem beschleunigen sie durch den verringerten Engineering-Aufwand die Time-to-Market für ihre neuen Maschinenkonzepte erheblich.

Über den Autor
Autorenbild
Steffen Winkler

Vertriebsleitung der Business Unit Automation & Electrification Solutions, Bosch Rexroth AG

Über die Firma
Bosch Rexroth AG
Lohr am Main
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