Als ein Hersteller von Speziallagern für seine Produktionsmaschinen mit der proprietären Visualisierung an seine Grenzen stieß, suchte er nach einer Lösung, die sowohl einen hohen Grad an Funktionalität abbildet, als auch die notwendige Flexibilität bietet.

Kugellager in der Automobilindustrie sind vielseitig und anspruchsvoll. (Bild: Rollax)

Ob Fahrwerk, Lenkung, Getriebe oder Verstellsysteme für Autositze, die Anforderungen an Kugellager in der Automobilindustrie sind vielseitig und anspruchsvoll. Jeder Fahrzeughersteller hat individuelle Bedürfnisse für all seine Anwendungen. Als Zulieferer von Kugellagern ist die Firma Rollax mit Sitz in Bad Salzuflen darauf spezialisiert, kundenspezifische Produkte zu fertigen, die den in der Branche geforderten höchsten Qualitätsstandards entsprechen.

Das Unternehmen startete vor 50 Jahren in einem Garagensetup und hat sich mittlerweile zu einem international erfolgreichen Mittelständler mit Produktionsstandorten in Deutschland, China und Mexiko entwickelt. Um seinen Kunden maßgeschneiderte Lösungen in hohen Stückzahlen bieten zu können, betreibt Rollax eine hochautomatisierte Fertigung. Die Maschinen für alle drei Fertigungsstätten entwickelt und fertigt ein internes Team in Bad Salzuflen. "Wir sind stolz darauf, dass wir heute zum Beispiel in der Lage sind, ein hochwertiges Federbeinlager, das eine entscheidende Rolle für die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs spielt, in nur wenigen Sekunden fertigen zu können”, so Uwe Stieghorst, der bei Rollax die Abteilung Steuerungstechnik leitet. “Und das verdanken wir unserer eigenen Maschinenbauabteilung.”

Hinsichtlich der Maschinensteuerung setzte der Kugellagerspezialist in der Vergangenheit auf proprietäre Technologie eines namhaften Herstellers. Doch hier stieß er in puncto Visualisierung an seine Grenzen. Denn das HMI (Human Machine Interface) der Maschinen, die eine räumliche Ausdehnung von bis zu 10 m×10 m haben, sollte nicht nur eine hohe Anzahl an Prozess- und Protokolldaten aufzeichnen, sondern auch Parameter verwalten sowie Bildverarbeitungsfunktionen einbinden können. “Wir haben irgendwann festgestellt, dass wir die Funktionalität, die wir in der Visualisierung benötigen, mit unserer bisherigen Lösung nicht mehr prozesssicher abbilden können”, erläutert der Programmierer. Daraufhin begann er, mit seinem Team nach einer Alternative zu suchen.

Im Zuge dieser Recherche ist Rollax auf die Prozessvisualisierung VisiWin von Inosoft aufmerksam geworden. Grundsätzlich stellt VisiWin ein vollausgestattetes HMI/SCADA-System dar. Gleichzeitig bietet die Software eine solide Basis für eigenentwickelte Funktionen, denn die Software ist in Entwickler-Werkzeuge wie Visual Studio und Blend direkt integriert, und Anwender können in C#, VB und XAML mit der Technik von .NET und WPF programmieren. Stieghorst sammelte schnell gute Erfahrungen mit den Möglichkeiten, die eine Programmierung in Visual Studio und C# zur Erstellung und Erweiterung seiner Bedienoberflächen bietet, und legte eine zentrale Bibliothek mit allen benötigten Grundfunktionalitäten an. Die generierten Bedienoberflächen konnte er direkt und einfach mit den bestehenden Steuerungen verknüpfen.

Im Laufe der Zeit entschied sich das Team um Stieghorst dann, auch bei der Technologie für die Steuerungstechnik auf einen Hersteller umzusteigen, der ebenfalls auf eine Visual-Studio-basierte Programmierumgebung setzt. „Für uns ist es ein großer Vorteil, dass wir heute nur ein Engineering-Tool für alles haben“, betont der Softwareexperte. „Wir nutzen Visual Studio für alle SPS-Projekte, die Antriebssteuerungen sowie die Visualisierung.“

Das Transportsystem XTS von Beckhoff ermöglicht den dynamischen und individuellen Transport von Produkten. . Für die zugehörige Visualisierung kann nun aus einer bestehenden Konfiguration heraus mit einem Mausklick ein passendes HMI erstellt werden. Lesen Sie hier mehr über das XTS HMI-Control

Der Übergang auf eine neue SPS-Technologie fiel dem Hersteller von Kugellagern leicht. Denn grundsätzlich war es lediglich erforderlich, die Kommunikationskanäle mit den entsprechenden Variablen anzupassen. Der Maschinenbediener hat von diesem Wechsel auf der Bedienoberfläche hinsichtlich Look-and-feel nichts gemerkt. “Mit dem Umstieg ist uns bewusst geworden, welche Freiräume wir in puncto SPS gewinnen”, so Stieghorst. “Ob es um Steuerungs- und Antriebssysteme aus der Siemens-Welt, Codesys, B&R, Beckhoff oder andere geht, VisiWin bietet entsprechende Treiber und macht uns unabhängig vom Hersteller der Automatisierungshardware. Das ist ein großes Plus.” Dies war für ihn ein entscheidender Punkt, um sich dafür zu entscheiden, alle Oberflächen neu zu gestalten.

Die Prozessvisualisierung hat Rollax dabei unterstützt. Hinsichtlich der Architektur stehen dem Nutzer verschiedene modular aufgebaute Oberflächen zur Verfügung, mit denen sich alles von Einzelplatzsystemen bis hin zu Kombinationen aus großen Monitoren und kompakten Bedienpanels oder Mehrmonitorlösungen sowie mobilen Geräten einfach realisieren lässt. Rollax setzt zu 99 Prozent auf eine Architektur, bei der eine einzelne SPS die komplette Maschine steuert. Größere Maschinen sind so konstruiert, dass das Bedienpanel um die gesamte Maschine herumbewegt werden kann. So ist der Werker in der Lage, von überall aus das HMI zu bedienen. Zusätzlich steht ihm ein industrietaugliches WLAN-Tablet zur Verfügung, das von einer Docking Station abgekoppelt zum Beispiel dem Instandhalter die Bedienung per Remote Zugriff bei Wartungsarbeiten ermöglicht – in dieser Zeit ist der Hauptbedienplatz gesperrt.

Da der Kugellagerspezialist für die Verwaltung der Nutzerrechte im Unternehmen auf Windows-Domänen im Active Directory setzt, kommt hier die integrierte Anbindung der Benutzerverwaltung zum Einsatz. Bei Rollax erhält jeder Mitarbeiter einen Schlüssel in Form einer Hardware. Dieser Schlüssel enthält eine eindeutige Identifikationsnummer, der ein korrespondierender Benutzer in der Domäne zugeordnet ist. Steckt der Mitarbeiter seinen Schlüssel in das Lesegerät am PC ein, so meldet das System ihn automatisch am Windows-Server an und erhält die Liste der Gruppe bzw. Rollen, denen er zugewiesen ist. VisiWin bringt diese zur Deckung mit den intern vergebenen Berechtigungsgruppen und aktiviert sie entsprechend. Auf diese Weise kann die Maschinenbedienung direkt und bequem in das allgemeine Berechtigungssystem eingebunden werden. Das heißt, die User und ihre Rollen werden in der Windows-Domäne administriert, während die Software die Berechtigungen für die Maschinenbedienung verwaltet oder vergibt. Zugunsten einer zentralen Benutzeradministration für Maschinen- und Office-Arbeitsplätze entfällt somit die sonst übliche Administration der Nutzer an der Maschine.

Die RZ/A- und RZ/G-Reihen von Renesas sind für Visualisierungs-Applikationen optimiert, verfügen jedoch über keinen Programmspeicher. Sie benötigen also externe Speichermedien – doch welche Kombination ist die Passende? Welcher Prozessor passt?

Nachdem die erste lauffähige Maschine mit der Oberfläche basierend auf dem Visual-Studio-Engineering-Framework erfolgreich an den Start gegangen war, wurden künftig alle neuen Maschinen ausschließlich damit ausgerüstet. Von den weltweit im Einsatz befindlichen etwa 90 Kugellager-Maschinen sind heute rund die Hälfte damit ausgestattet. “Dank der Möglichkeit, die Grundfunktionalität unserer Maschinen in Basispaketen anzulegen, die sich leicht in eine neue Maschine integrieren und relativ schnell um projektspezifische Elemente ergänzen lassen, sind wir in der Lage, neue Oberflächen für die Maschinenbedienung zügig umzusetzen. Im Vergleich zu vorher reduziert sich unsere Engineering-Zeit für die Visualisierung auf 50 Prozent,“ resümiert Stieghorst.

Einen großen Pluspunkt sieht er zudem in der Tatsache, dass sein Team nun jede Funktionalität, die sich in Visual Studio abbilden lässt, auch dementsprechend in die Visualisierung einbinden kann. So wird es möglich, selbst Bildverarbeitungsdaten über C#-Klassen direkt in die Visualisierung zu integrieren – und dies ohne Umwege und zusätzlichen PC für die Kameratechnik.

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