Regeln via Funk

"Wireless" ist im industriellen Umfeld mehr und mehr im Kommen. Wie das Beispiel einer Verpackungsmaschine zeigt, können Funklösungen nicht nur zeitunkritische Daten übertragen, sondern sie eignen sich grundsätzlich auch für Regelungszwecke.

"Wireless" ist im industriellen Umfeld mehr und mehr im Kommen. Wie das Beispiel einer Verpackungsmaschine zeigt, können Funklösungen nicht nur zeitunkritische Daten übertragen, sondern sie eignen sich grundsätzlich auch für Regelungszwecke.

Ein Regelkreis ist per Definition ein rückgekoppeltes System, bestehend aus mindestens einer Regelstrecke, einem Regler und der Rückführung. Der geschlossene Wirkungskreis mit einer negativen Rückkopplung ist dabei kennzeichnend für einen Regelkreis. Was Anwendungen mit rotierenden Teilen betrifft, übernehmen oft Schleifringe die Datenübertragung für die Rückführung. Diese Verschleißteile sind jedoch häufig auszutauschen.

Eine beispielhafte Applikation, bei der mobile Maschinenteile mit einer Steuerung kommunizieren, sind Verpackungsmaschinen zur Transportgutsicherung. Bei der Sicherung mit Folie ist neben dem Haubenstretchen und -schrumpfen das Stretchwickeln ein weit verbreitetes Verfahren in verschiedenen Varianten. Dabei dreht sich entweder die Palette und die Folienrolle fährt an einem stehenden Turm auf und ab, oder die Palette steht still und die Folienrolle fährt an einem um die Palette rotierenden Dreharm auf und ab. Bei der dritten Variante kreist die Folienrolle mit hoher Geschwindigkeit an einem Wickelring, der seinerseits an einem Hubrahmen auf und ab fährt, um die stehende Palette. Allen Verfahren gemein ist: Etliche bewegliche Teile müssen mit Energie und Daten versorgt werden.

Damit ist neben Beweglichkeit auch die Kommunikationsfähigkeit der Anlagen gefragt. Bei Stretchwicklern muss die Folie vorgespannt werden; zwei getrennt angetriebene Walzen erlauben dabei eine stufenlose Einstellung. Gleichzeitig gilt es, die Anlegespannung exakt - auch hier wieder stufenlos - zu regulieren. Keine triviale Aufgabe, denn durch die kreisende Bewegung der Folienrolle um die eckigen Paletten entstehen je nach Position des Wickelkopfes unterschiedliche Zugkräfte. Eine über einen analogen Kraftsensor geregelte Tänzerwalze sorgt in diesem Fall für die richtige Kräfteregelung. Summa summarum gilt es also, verschiedene Niederspannungsschalt- und Analogsignale zwischen Peripherie, Maschinensteuerung und Antriebseinheit zu übertragen: ein Analogsignal von der "Tänzerwalzen"-Sensorik zur Steuerung beziehungsweise ein Analogsignal von der Steuerung zum Frequenzumrichter der Antriebseinheit. Daneben werden weitere Schaltsignale ausgetauscht, wie beispielsweise ein Signal für einen benötigten Folienwechsel oder eine Arretierbestätigung zwischen Antriebseinheit und Steuerung. Die Übertragung der Signale muss demnach bidirektional erfolgen.