Automatisierungslösung für ein
Kundenprodukt
DER GEWINN FÜR DEN KUNDEN
Modulbasierte Automatisierungsanlage für das Kundenprodukt
KUNDE
Hersteller für industrielle Bauteilzählsysteme
Die Aufgabe
Für das Kundenprodukt, ein manuell zu bedienendes System zur Zählung von Bauteilen in verschiedenen Gebinden (z.B. SMD-Bauteile in Bauteilrollen), benötigte der Kunde eine Automatisierungslösung, mit der er den Bauteilzähler in vorhandene Kundenanlagen integrieren kann. Für die Automatisierungslösung entwickelte der Kunde eine neue Version des Bauteilzählers. Die Automatisierungslösung musste jedoch auch bestehende, manuell zu bedienende Zählsysteme, anbinden können.
Zunächst sollte das Konzept einer Automatisierungsanlage, die einen Bauteilzähler befüllt und entleert, erstellt werden. Darauf folgten die Planung und der Bau der Anlage sowie des Schaltschranks. Die Entwicklung der Steuersoftware und einer Schnittstelle zu einer übergeordneten Steuereinheit waren ebenfalls Teil der Aufgabenstellung. Da diese Schnittstelle zu Projektbeginn nur in einer sehr einfachen prototypischen Implementierung zur Verfügung stand, war die Erweiterung und Fertigstellung der Schnittstellenspezifikation zusammen mit dem Kunden ein weiterer wichtiger Punkt.
Die Umsetzung
In enger Kundenabstimmung konzipierten wir eine Automatisierungslösung für den Bauteilzähler. Schnell zeigte sich aufgrund der unterschiedlichen Einsatzszenarien (automatisches / manuelles Be- und Entladen) die Notwendigkeit, das Gesamtsystem als Modulbauweise zu entwerfen. Es entstanden unterschiedliche Module für das Be- und Entladen: automatisch, manuell oder kombiniert und für unterschiedliche Lagerarten der Bauteile, wie das Ab- und Aufstapeln von bzw. auf einen Trolley und die Sortierung nach Zählergebnis auf verschiedenen Trolleys.
Da die Anbindung unserer Anlage an vorhandene Kundensysteme über SMEMA erfolgte, entwickelten wir ein auf SMEMA basiertes Softwareprotokoll für die Kommunikation zwischen den Modulen. Dadurch war es nicht nur möglich, die Module direkt zu verbinden, sondern zwischen den Modulen auch Standard-SMEMA-Förderbänder vorzusehen, was die Flexibilität der Anlagenkonfiguration erhöhte. Zusätzliche Informationen, wie z.B. eine Kennung des aktuellen Gebindes oder das Zählergebnis, konnten in diesem Fall über virtuelle Förderbänder in der Software zum nächsten Modul übertragen werden.
Nach Abschluss der Konzepte für die Module planten wir diese und fertigten Sie mithilfe unseres externen Partners. Während Letzterer vorrangig die Anlagen mechanisch und pneumatisch baute, planten und fertigten wir intern die Schaltschränke.
Parallel entstand die Steuersoftware für die Module. Bei der Entwicklung der Software griffen wir auf unser breites Wissen zurück und etablierten Entwicklungsprozesse, die wir bisher in der Soft-/ Firmwareentwicklung gelebt haben, auch in der Automatisierungstechnik. Dank CODESYS V3 konnten wir bekannte Architektur- und Entwicklungsmuster auf die Steuersoftware anwenden und somit eine wartbare und erweiterbare objektorientierte Architektur auf der SPS umsetzen.
Im Zuge der Entwicklung entstand der Kundenwunsch, nach einer Zählung Labels mit dem Zählergebnis auf dem Gebinde anzubringen. Wegen des modulbasierten Ansatzes konnte dieser Wunsch recht einfach durch die Entwicklung eines eigenen Label-Moduls realisiert werden. Aufgrund der unterschiedlichen möglichen Formen und Anordnungen der Gebinde wurde die Labelposition bei jedem Label-Vorgang aus einem Kamerabild berechnet.
Für die Visualisierung wählten wir ein 3-Ebenen-Modell:
- 1. Ebene: Allgemeine Informationen und Eingaben
- 2. Ebene: Konfiguration des Systems
- 3. Ebene: Debug-Funktionen zum Anzeigen und Steuern jeder einzelnen Komponente im System
Der in dem Automatisierungssystem enthaltene Bauteilzähler diente für die Anlage als übergeordnete Einheit. Für die Kommunikation zwischen dem Bauteilzähler und dem Automatisierungssystem wurde zusammen mit dem Kunden ein auf Web-Sockets basiertes Kommunikationsprotokoll konzipiert und umgesetzt. Auch hierbei war eine wichtige Anforderung die Erweiterbarkeit des Protokolls in Verbindung mit einer Rückwärtskompatibiltät.
Die Inbetriebnahme der Systeme erfolgte teilweise bei unserem Konstruktionspartner und teilweise bei unserem Kunden.
Nach Abschluss eines jeden Meilensteins übergaben wir die Entwicklungsergebnisse sowie Dokumente an den zufriedenen Auftraggeber.
