Maschinensteuerung Wie ein Fingerdruck komplexe Falzvorgänge aktiviert

Redakteur: Margit Kuther

Falzmaschinen kommen auf eine Produktlebenszeit von 25 Jahren und mehr. Um hier in puncto Platinen up to date zu bleiben, ist ein erfahrender Partner erforderlich.

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IPC für die Steuerung der Falzmaschinen: Gemeinschaftsprojekt von Kontron und Heidelberg Postpress.
IPC für die Steuerung der Falzmaschinen: Gemeinschaftsprojekt von Kontron und Heidelberg Postpress.
(Bild: Kontron)

Heidelberg Postpress hat für die Bedienung seiner Papierfalzmaschinen gemeinsam mit Kontron einen hochwertigen Steuerungs-IPC entwickelt, das sich über einen Touch-Screen einfach bedienen lässt. Das optimiert den Tagesbetrieb und schafft mehr Transparenz.

Das Angebot der Heidelberger Druckmaschinen erstreckt sich von modernen digitalen Technologien über vorkonfigurierte Standard-Offsetmaschinen bis hin zu individuell konfigurierten Sondermaschinen für höchste Produktivität und jede nur erdenkliche Druckanwendung.

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Die Heidelberg Postpress Deutschland in Ludwigsburg ist eine 100%ige Tochtergesellschaft der Heidelberger Druckmaschinen und auf die Entwicklung und Produktion von Falzmaschinen und Mailingsystemen spezialisiert.

Generationswechsel bei Steuereinheiten

Vor rund zehn Jahren musste für die Papierfalzmaschinen eine Generation von Steuerungs- und Visualisierungs-IPC entwickelt werden. Die Basiskomponenten dafür fand das Unternehmen bei Kontron. „Uns gefiel neben dem Produktangebot das Engagement der Entwickler, darüber hinaus war das Preiskonzept ebenfalls stimmig“, erinnert sich Karl-Heinz Wilhelm, Entwickler bei Heidelberg Postpress.

„Nicht nur die Beratung stimmte, vielmehr zeigte sich, dass die Spezialisten von Kontron in der Lage waren, unsere Vorstellungen technisch umzusetzen.“ Damit lieferte die neue Steuereinheit genau die Funktionalitäten, die zur Verfügung zu stellen, die benötigt wurden.

Gemeinsam mit Kontron konzipierte und entwickelte Heidelberg Postpress 2006 einen neuen kundenspezifischen IPC für die Steuerung der Falzmaschinen, der auf einem COM-Express-Modul von Kontron sowie einem kundenspezifischen Carrier Board basiert.

Diese Computerplattform sollte die Bedienung der neuen Baureihe von Falzmaschinen optimieren und zahlreiche Funktionen zentral bereitstellen. Das individuelle Steuerelement orientiert sich explizit an den Anforderungen des Falzmaschinenherstellers und wurde zusammen mit einem Touchscreen direkt an der Maschine integriert, um den Anwendern die Bedienung der Anlage zu erleichtern und eine größtmögliche Transparenz sämtlicher Abläufe sicherzustellen.

Langlebige Produkte mit hohem Anspruch

Bei den Falzmaschinen von Heidelberg Postpress handelt es sich um langlebige Produkte, die zehn oder mehr Jahre im Einsatz sind. „Darüber hinaus garantieren wir unseren Kunden auch, dass die Nachlieferung von Ersatzteilen sowie der Support weitere 15 Jahre problemlos möglich sind, womit wir pro Maschine auf eine produktive Lebenszeit von 25 Jahren und mehr kommen“, erklärt Pasquale Aloe, zuständiger Einkäufer für Hardware-Komponenten.

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„Da kann der Lifecycle von Elektronikkomponenten aufgrund der schnelleren Entwicklungszyklen im Hightech-Bereich natürlich nicht mithalten, weshalb für die von uns verwendeten Steuerelemente dann nach einem gewissen Zeitraum ein Re-Design anstand.“

„Es geht in so einem Fall ja nicht nur um den reinen Austausch von Elektronik-Hardware, vielmehr haben wir im Zuge des Re-Designs auch beschlossen, das Betriebssystem des Steuerungsrechners von Windows XP auf Windows 7 zu migrieren“, berichtet Karl-Heinz Wilhelm. „Infolge dessen mussten auch neue Treiber entwickelt und das BIOS angepasst werden.“

Es galt also, zusätzlich neue Software zu entwickeln und ausreichend Tests zu fahren, bis die neue Technologie ihre Feuertaufe bestehen und praktisch eingesetzt werden konnte. „Wichtig war uns auch, dass nicht nur die neuen Maschinen einwandfrei mit den aktuellen Komponenten arbeiten, vielmehr sollte ebenfalls garantiert sein, dass bei einem Austausch auch die alten Maschinen weiterhin problemlos funktionieren und die vom Kunden gewünschten Leistungen wie gewohnt erbringen.“

Fit für die Zukunft mit Kontron-Modulen

Auf der Basis des Kontron-Moduls COMe-BiP2 sowie des kundenspezifischen Carrier Boards B610 entwickelten die Spezialistenteams der Kooperationspartner eine zukunftsorientierte Steuerungseinheit für die Falzmaschinen. Eine breite Palette an Schnittstellen garantiert die nahtlose Integration der Lösung in die unterschiedlichsten Infrastrukturen. Damit ist der Betrieb der Steuerungseinheit durchgängig gesichert.

Für die neue Version der IPC-Steuereinheit finden die Spezialisten lobende Worte: „Das System ist schneller geworden, was besonders beim Start der Falzmaschine auffällt, die heute deutlich schneller betriebsbereit ist“, so Karl-Heinz Wilhelm. „Darüber hinaus bietet uns der neue Industrie-PC aufgrund des ausgebauten Speichers die Möglichkeit, neue Leistungsmerkmale hinzuzufügen, mit denen wir unseren Kunden die Arbeit mit unseren Maschinen erleichtern.“

Äußerlich habe sich das System dagegen kaum verändert, was den Vorteil hat, dass die neue Einheit bei einem notwendigen Austausch problemlos in vorhandene Maschinen integriert werden kann, ohne dass Heidelberg Postpress Bauteile der Geräte verändern oder wechseln muss. „Damit bleibt auch für unsere Kunden alles beim Alten, sie müssen sich nicht an neue Funktionselemente gewöhnen, profitieren aber von einer deutlich besseren Leistung“, so Pasquale Aloe.

Gute Projektarbeit ist die halbe Miete

Die gute Zusammenarbeit, die das Team von Heidelberg Postpress bereits im Vorprojekt mit Kontron verband, setzte sich auch in der Phase des Re-Designs fort. „Unsere Vorstellungen und Wünsche wurden von Kontron unbürokratisch umgesetzt und unsere Fragen immer zeitnah beantwortet“, lobt Dominik Bicheler, Leiter Einkauf, die Kooperation.

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„Die Tests liefen während der gesamten Phase einwandfrei, brachten die gewünschten Ergebnisse und ermöglichen es uns, ab sofort den Serienbetrieb aufzunehmen.“

Für das Kontron-Modul COMe-BIP2 habe man sich im Zuge des Re-Designs entschieden, weil dieses bereits mit der dritten Generation der Intel Core Series arbeitet und dem Entwicklerteam dadurch eine hohe Flexibilität bietet. Alle Module dieser Produktfamilie sind hoch integrierte Computer und bieten eine sehr kompakte Bauweise, erklären die Entwickler unisono.

Da die COM-Express-Spezifikation unterstützt werde, können Entwickler mit einer standardisierten Plattform arbeiten, die es ihnen erlaube, individuelle Basisboards zu kreieren, die sowohl mit Vorgängermodellen arbeiten, aber auch für die Zusammenarbeit mit zukünftigen Modulen arbeiten, die die COMe Spezifikation unterstützen.

Schnell zur Einsatzreife mit Modulen von Kontron

Da Pin-out Type 2 und Type 6 unterstützt werden, deckt das Modul modernste Interface Technologien ab, lässt sich gleichzeitig aber auch mit einer Vielzahl vorhandener Basisboards kombinieren, was ein breites Anwendungsfeld erlaube und eine lange Lebensdauer sicherstelle.

Entwickler von Embedded Applikationen seien deshalb in der Lage, ein Gesamtsystem schnell zu entwickeln und ohne großen Aufwand betriebsbereit zu machen, erklären die Techniker.

Der aktuelle Intel-Prozessor sorgt im Steuerelement der Falzmaschinen neben der Effizienz auch für eine hohe Performance und unterstützt dadurch die Abläufe der Maschinen. Die Entscheidung für das Kontron-Modul fiel auch, weil für funktionierende Abläufe ein reibungsloser Datentransfer zwischen der Steuereinheit und den produktiven Maschinen notwendig ist.

Mit USB 3.0, SATA 6 Gb/s und PCI Express bietet das COMe-Modul eine ausreichende Palette an Anschlüssen, um hier die geforderten Transferraten sicherzustellen.

Die Bedienung der Maschinen erfolgt in der Regel via Touch-Screen, über den sich die verschiedenen Falzabläufe steuern lassen. Das COMe-Modul unterstützt die dazu erforderliche hochauflösende visuelle Performance durch die Unterstützung der Standards DirectX 11 und OCL 1.1.

Viele Optionen für Entwickler

Laut der beteiligten Techniker-Crew vereinfachen die COMe-Module die Arbeit von Entwicklern, da diese die Möglichkeit haben, Verbindungen genau an der Stelle zu platzieren, wo sie für eine Applikation benötigt werden.

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So können auf einem Basisboard verschiedene COMe-Module in unterschiedlichen Größen und mit verschiedenen Ausgängen installiert werden, um ein breites Anwendungsspektrum darstellen zu können.

Diese Flexibilität sichert auch den Betrieb zukünftiger Anwendungen, da ein Basismodul kompatibel zu unterschiedlichen Generationen von COMe-Modulen ist und sich der technologischen Weiterentwicklung anpassen kann. Das ist für Heidelberg Postpress ein wichtiges Kriterium, denn mit den Boards müssen sowohl ältere Falzmaschinen, als auch die Modelle der neuen Generation bestückt werden.

„Letztendlich ist das Steuerelement für unsere Kunden ein komfortables Werkzeug, das ihnen die Arbeit mit unseren Maschinen erleichtert“, erklärt Karl-Heinz Wilhelm. „Über den Touch-Screen lassen sich die Bedienungsabläufe darstellen, Programme aufrufen sowie Werte und Leistungsdaten einstellen und komfortabel bedienen. Das führt nicht zuletzt zu mehr Transparenz, was den Tagesbetrieb optimiert.“

Beitrag im Original erschienen in: ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft Embedded Systems Development und IoT I (kostenlose ePaper-Version)

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