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Referenzen

Referenzen2022-05-09T10:06:36+02:00

Das Bild des einsamen Schreiners in seiner Werkstattat ist idyllisch – aber es ist überholt. Schreiner sind heute auch Kundenberater, Planer und Betriebswirtschaftler

Eine hochpräzise Positionsregelung sorgt beim Marktführer für Metallpulverpressen für 25% weniger Kosten in der Produktion.

Je ruhiger eine Kamera gehalten wird, desto besser wird das Bild: Dieses Prinzip haben wir in der Regelung für eine Luftbildkamera umgesetzt.

Der SATCO ist ein von uns entwickelter, selbsteinstellender und adaptiver Temperaturregler für unbekannte Strecken. Er benötigt keine Reglerparametrierung.

In Zusammenarbeit mit dem Motorenbauer entstand ein System zur Verbesserung der Simulationsprozesse während der Entwicklungsphase. Es ist leistungsstark, flexibel und auch wirtschaftlich konkurrenzfähig.

Bei der Entwicklung eines Prüfstands für Flugzeugkomponenten konnten wir unter anderem unser Know-how in MatLab/Simulink unter Beweis stellen. Das Resultat: weniger Kosten, höhere Zuverlässigkeit, kürzere Time2Market.

Machine Learning in der Holzindustrie: Im Auftrag des weltweit führenden Herstellers für Möbelbeschläge entstand ein Prüfstand für Kunststoffzahnräder, der Trends und Muster misst und so Predictive Maintenance ermöglicht.

Erfolgreiche Erneuerung: Das Retrofit einer hydraulischen Probierpresse sorgt für höhere Präzision bei niedrigerem Energieverbrauch und geringerer Geräuschemission.

Mit Hilfe einer Software haben wir die Handhabung eines Getriebeprüfstandes bei HOERBIGER Antriebstechnik stark vereinfacht.

Für einen der Big Player bei gewerblichen Spülmaschinen haben wir einen Updater für HMI-Systeme entwickelt. Basis ist ein Embedded Linux-System mit Windows-Oberfläche.

FAQ

Regelungstechnik

Wie beeinflusst Regelungstechnik eine höhere Effizienz in Maschinenbau und Technik?2022-03-18T03:19:17+01:00

Das Schlagwort „Industrie 4.0“ packt heute eine Entwicklung in einen Begriff, die bereits vor vielen Jahren mit den steigenden Anforderungen an die Automation begonnen hat. Eine ausgefeilte Regelungstechnik war bislang schon entscheidend für eine Steigerung von Produktivität und Effektivität maschineller Vorgänge und Fertigung. Die auch 2021 weiter zunehmende Vernetzung, steigende Rechenleistung bei fallenden Hardware-Kosten, weitere Miniaturisierung von Rechnern und Sensoren führen auch zu höheren Erwartungen an die Automatisierung.

Aber erst die Regelungstechnik, optimal auf Maschine und Einflussfaktoren abgestimmt, ermöglicht die beste Informationsverarbeitung durch präzise und schnelle Regelung von Zielen wie Position, Geschwindigkeit, Kraft, Druck oder Temperatur. Viele Innovationen in Hardware und Software werden erst wirksam, wenn auch eine intelligente Regelungstechnik daraus das Optimum erzielt.

Warum sind echtzeitfähige Lösungen in der Regelungstechnik effizienter?2022-03-18T03:19:21+01:00

Wenn ein System in der Lage ist, in „Echtzeit“ auf ein Ereignis zu reagieren, bedeutet dies, dass es innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums reagiert. Achtung: Der Begriff sagt per se nichts über die Geschwindigkeit oder Leistung eines Systems aus, auch wenn er umgangssprachlich häufig so verwendet wird.

Mess- und Regelungstechnik-Lösungen auf Basis von Echtzeitsystemen sind besonders effizient. Warum? Man stelle sich ein Schiff vor, das mithilfe eines Autopiloten (ein typischer Anwendungsfall eines Regelungs-Systems) seinen Kurs halten soll. Damit das zuverlässig funktioniert, muss der Kurs stabil gehalten werden, auch beim Auftreten von Störgrößen, die von außen auf den Prozess des Fahrens wirken. Sollten beispielsweise Querströmungen auftreten, die das Schiff vom Kurs abzubringen drohen, so ist ein Autopilot von Vorteil, der innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens reagiert – in Echtzeit also. Die Regelgröße – der Kurs – muss in einer klar definierten Zeitspanne wieder an die Führungsgröße – den richtigen Kurs – angepasst werden. Gerade für Roboter und Automation generell stellt dies einen großen Vorteil dar.

Unterschieden werden:

  • die harte Echtzeit, bei der garantiert ist, dass der vorgegebene Zeitrahmen niemals überschritten wird
  • die weiche Echtzeit, bei der der zeitliche Rahmen zumindest statistisch gesehen eingehalten wird
  • die feste Echtzeit, bei der, im Gegensatz zur harten Echtzeit, auch zeitliche Variationen nach unten nicht zulässig sind
Was versteht man unter MPC?2022-03-18T03:19:25+01:00

Modellprädiktive Regler (MPC, model predictive control) bilden den bisherigen Verlauf eines komplexen Prozesses anhand von dessen Vergangenheitswerten ab, um daraus das zukünftige Verhalten bestimmter Werte abzuleiten. MPC, als Variante der Mess- und Regelungstechnik, nutzt Verfahren der Online-Optimierung und ist damit besonders für beschränkte, multivariable Systeme und für Regelprobleme geeignet.

Diese Art der Regelung zeichnet sich aufgrund der hohen Flexibilität durch eine Vielzahl praktischer Anwendungsmöglichkeiten aus. Um die bestmögliche Performance zu erreichen, wendet COSATEQ neueste Methoden und Techniken an. Während das gewünschte Verhalten von linearen Systemen häufig in ausreichender Weise durch simple Regelungskonzepte zu erreichen ist, erfordern komplexere dynamische Systeme häufig modellbasierte Regler.

Welche Reglertypen für welches Einsatzgebiet?2022-03-18T03:19:29+01:00

Lineare Regler

Geringer technischer Aufwand und Kostenersparnis bei der Hardware: Lineare Regler von COSATEQ erfordern lediglich eine minimale Rechenleistung und eignen sich ideal für weniger komplexe Aufgaben. Insbesondere bei der Herstellung von Massenprodukten zahlt sich der Einsatz linearer Regler aus.

Nichtlineare Regler

Nichtlineare Regler von COSATEQ regeln das dynamische Verhalten technischer Geräte. Sie erfüllen komplexere Aufgaben als lineare Regler und erhöhen die Leistungsfähigkeit und Stabilität des zu steuernden Systems deutlich – so wird zuverlässig eine hohe Regelgüte erreicht.

Strukturvariable Regler

Strukturvariable Regler vereinen die Vorteile linearer und nichtlinearer Regler. So erreichen sie trotz einfacher Hardware mit geringer Rechenleistung eine hohe Regelungsqualität – auch bei unstetigem Systemverhalten. Möglich macht das die aktive Modifikation der Regler-Elemente während des Betriebs. Durch Strukturumschaltung können sie zudem bei verschiedenen Arbeitspunkten eingesetzt werden.

Adaptive Regler

Die äußeren Bedingungen, die auf ein System oder einen Prozess einwirken, können sich abrupt ändern. Die Besonderheit von adaptiven Reglern liegt darin, dass sie sich automatisch an veränderte Umweltbedingungen anpassen. Das heißt, zeitliche Änderungen der Bedingungen werden durch selbständiges Nachjustieren kompensiert. Die adaptiven Regler von COSATEQ gewährleisten auf diese Art lange Maschinen-Laufzeiten bei geringem Wartungsbedarf. Sie kompensieren zeitliche Änderungen der Bedingungen – etwa durch Abnutzung und Alterung oder sich ändernde Umweltbedingungen wie die Temperatur – mit automatischem Nachjustieren.

Optimalitätsbasierte Regler

Produkte aus der COSATEQ-Reglerbibliothek steigern die Effizienz von Anlagen und Maschinen deutlich. Sie zeichnen sich durch eine sehr hohe stationäre Genauigkeit sowie die präzise Verfolgung hochdynamischer Referenzkurven aus. Das COSATEQ-Know-How, der Einsatz eines abstrakten Frameworks und der hohe Automatisierungsgrad in der Entwicklung bedeuten für Sie eine erhebliche Kostenersparnis. Nehmen Sie Kontakt zu uns auf und erfahren Sie, wie wir die Vorteile der unterschiedlichen Regler auch für Ihre Anforderung optimal kombinieren.

Was versteht man unter einem geschlossenen Regelkreis?2022-03-18T03:22:15+01:00

In einem geschlossenen Regelkreis erhält das System ständig Rückmeldung über den Zustand gewisser Größen und kann diese dadurch an einen Sollwert angleichen. Dabei beeinflusst die Regelungsinstanz auf Basis einer sogenannten Stellgröße den Prozess und erhält von der Sensorikinstanz anschließend ein Update über den veränderten Ist-Zustand – der mit dem vorgegebenen Soll-Zustand verglichen wird. Gegebenenfalls wird dann eine neue Stellgröße berechnet, die den Prozess noch näher an den Zielgröße heranführt. Auch von außen auf den Prozess wirkende Störfaktoren können so abgefangen werden. Der geschlossene Regelkreis zeichnet sich also dadurch aus, dass sich die Regelgröße ständig selbst beeinflusst.

Welche Messtechnik benötigt ein geschlossener Regelkreis in der technischen Kybernetik?2022-03-18T03:22:59+01:00

Die technische Kybernetik (ein anderer Begriff für die Steuerungs- und Regelungstechnik) wird in zahlreichen Bereichen der Industrie eingesetzt – entsprechend vielfältig müssen auch die Möglichkeiten der Messung sein, denn ohne genaue Messwerte geht in der Regelungstechnik nichts. Dabei gibt es verschiedene Messmethoden für verschiedene Messgrößen. Worauf es ankommt ist, dass eine etwaige Differenz aus Soll- und Istwert bestimmt werden kann. Nur so kann eine Führungsgröße formuliert werden, anhand derer die Regelgröße beeinflusst wird.

Welche Mess- und Regelungstechnik ist für die Automatisierungs-Technik besonders geeignet?2022-04-19T19:54:20+02:00

In der Automatisierungstechnik spielt Regelung eine besonders große Rolle. Dabei werden je nach Situation unterschiedliche Mess- und Regelungstechniken gefordert. Soll in einem System beispielsweise die Temperatur geregelt werden, so wird hierfür ein Thermostat und ein Temperaturregler benötigt. Geht es um die Messung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen, werden ein Tachometer und Kontrolle über die Kraftstoffzufuhr benötigt usw.

Was bedeutet die DIN 19226 für die angewandte Regelungstechnik?2022-03-18T03:24:16+01:00

Die DIN 19226 war früher die gültige Norm für Definitionsfragen im Bereich der Steuerungs- und Regelungstechnik. Seit 2002 gilt sie jedoch nicht mehr.
Grundbegriffe, unter anderem aus dem Bereich der Regelung, werden nun in der Norm „IEC 60050-351 Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch – Teil 351: Leittechnik“ festgelegt. In Deutschland ersetzt sie die Normen DIN IEC 60050-351 und DIN V 19222:2001-09.
„Regelung“ wird demnach folgendermaßen definiert:
Die Regelung bzw. das Regeln ist ein Vorgang, bei dem fortlaufend eine Größe, die Regelgröße erfasst, mit einer anderen Größe, der Führungsgröße, verglichen und im Sinne einer Angleichung an die Führungsgröße beeinflusst wird.
Kennzeichen für das Regeln ist der geschlossene Wirkungsablauf, bei dem die Regelgröße im Wirkungsweg des Regelkreises fortlaufend sich selbst beeinflusst.

Wodurch unterscheiden sich lineare und nichtlineare Systemlösungen?2022-03-18T03:26:50+01:00

Ob schnell reagierende lineare Systeme oder hoch komplexe nichtlineare Systeme – die ausgereiften Lösungen von COSATEQ stehen für höchste Effizienz, Präzision und Zuverlässigkeit.

Lineare Systeme

Auch bei hochdimensionalen linearen Systemen mit stark verkoppelten Zuständen – z. B. Temperatur, Druck, Geschwindigkeit – überzeugen Produkte von COSATEQ mit optimalen Rechenzeiten. So lassen sich Zustandsveränderungen innerhalb des Systems in Echtzeit abbilden und regeln.

Automatische Einstellung der entscheidenden PID-Werte und flexible Schnittstellen zum Regelsystem verstehen sich bei unseren Produkten von selbst.

Nichtlineare Systeme

Typisch für die meisten nichtlinearen Systeme ist ein sehr hoher Komplexitätsgrad, der sich aus der gegenseitigen Beeinflussung der einwirkenden Dimensionen ergibt. Um trotzdem den Soll-Wert stabil zu halten, sind Lösungen von COSATEQ die beste Wahl: Unsere Produkte arbeiten äußerst flexibel und reagieren besonders präzise.

Angefangen beim Architekturdesign bis zur finalen technischen Realisierung – COSATEQ begleitet Sie während des gesamten Prozesses.

FAQ

Steuerungstechnik

Was ist Steuerungstechnik?2022-03-18T03:34:06+01:00

Die Steuerungstechnik umfasst den Entwurf und die Realisierung von Steuerungen, das heißt, die gerichtete Beeinflussung des Verhaltens technischer Systeme (Geräte, Apparate, Maschinen, Anlagen und biologische Systeme). Sie ist, wie die Regelungstechnik, ein Teilgebiet der Automatisierungstechnik.

Was ist der Unterschied zwischen Steuerung und Regelung?2022-03-18T03:36:25+01:00

Der Unterschied von Steuerung und Regelung liegt im Umfang ihrer jeweiligen Aufgabenbereiche. Bei der Steuerung wird ein Prozess beeinflusst, ohne dabei Rückmeldung über das Ergebnis zu erhalten. Dies geschieht anhand von sogenannten Aktuatoren, also den Bestandteilen eines Systems, die physische Veränderungen vornehmen können. Die Aktuatoren erhalten einen Befehl, zum Beispiel von einem Programm. Sie führen diesen aus, ohne dass jedoch festgestellt werden kann, ob hierdurch der gewünschte Zustand tatsächlich erreicht wurde. Bei der Steuerung des Wasservolumens, das durch ein Rohr fließt, beispielsweise, ist das Ventil der Aktuator, der anhand vorgegebener Signale entweder mehr oder weniger Wasser durchlässt. Die Steuerung kann somit als Gegenpol zur Sensorik betrachtet werden.
Bei der Regelung arbeiten Steuerung und Sensorik zusammen. Das bedeutet, Änderungen an einem Prozess werden nicht mehr „blind“ durchgeführt, sondern können auch gemessen werden. Im dynamischen Prozess der Mess- und Regelungstechnik wird ständig versucht, eine Regelgröße auf einen bestimmten Wert zu bringen und diesen, unabhängig von äußeren Einflüssen, zu halten. Steuerung und Sensorik stehen dabei in ständiger Wechselwirkung und die Regelungsinstanz, welche die Differenz aus Soll- und Istwert berechnet, vermittelt zwischen ihnen. Die Stabilisierung instabiler Systeme ist nur durch den Einsatz von Mess- und Regelungstechnik möglich – es muss sowohl gemessen, als auch korrigiert werden können.

Warum bildet eine SPS-Programmierung die Basis smarter Maschinen-Steuerungen?2022-03-18T03:38:17+01:00

Die SPS ist im Prinzip ein Mikrocontroller mit entsprechenden Speichern für Steuerungsprogramm und Steuerungsparameter sowie zugehörigen Eingängen für Sensorsignale und Ausgängen für Aktorsignale, ergänzt durch Mensch-Maschine-Schnittstellen zur Bedienung sowie Schnittstellen zur industriellen Kommunikation für Programmierung und Vernetzung. Die SPS bildet somit einen Grundpfeiler von Industrie 4.0, die mit der Entwicklung und dem Einsatz sogenannter Cyber-Physikalischer Systeme (CPS) zur global vernetzten, optimierten Steuerung der international organisierten Produktion führt (Internet der Dinge).

Eine SPS hat im einfachsten Fall Eingänge, Ausgänge, ein Betriebssystem (Firmware) und eine Schnittstelle, über die das Anwenderprogramm geladen werden kann. Das Anwenderprogramm legt fest, wie die Ausgänge in Abhängigkeit von den Eingängen geschaltet werden sollen.

Das Betriebssystem stellt sicher, dass dem Anwenderprogramm immer der aktuelle Zustand der Geber zur Verfügung steht. Anhand dieser Informationen kann das Anwenderprogramm die Ausgänge so schalten, dass die Maschine oder die Anlage in der gewünschten Weise funktioniert.

FAQ

Retrofit

Was bedeutet „Retrofit“ eigentlich?2022-03-18T03:40:14+01:00

Der Kunstbegriff “Retrofit” setzt sich zusammen aus retro (lateinisch = rückwärts) und fit (englisch = anpassen) und bezeichnet die Modernisierung oder den Ausbau bestehender Anlagen und Maschinen. Meistens handelt es sich dabei um Jahrzehnte alte, aber mechanisch sehr solide gebaute und gut funktionierende Maschinen wie Stanzen und Pressen. Während es enorm aufwändig und teuer ist, die tonnenschweren Alt-Anlagen gegen neue Anlagen auszutauschen, können die veralteten elektronischen oder hydraulischen Steuerungen vergleichsweise einfach und rasch ersetzt werden.

Wie werden alte Anlagen per Retrofit wieder modern und effizient?2022-03-18T03:41:05+01:00

In Zusammenarbeit mit kompetenten Mechatronikern prüfen wir den Status Ihrer Maschine oder Anlage, zeigen Modernisierungspotentiale auf und realisieren die mechanische, hydraulische und elektrische Runderneuerung einzelner Maschinen oder kompletter Anlagen.

Statt dem aufwändigen Austausch bestehender Anlagen durch komplette Neuinvestitionen kann ein Retrofit sinnvoller sein. Die COSATEQ Machbarkeitsstudie inklusive Richtpreis-Schätzung schafft schnell Klarheit und bildet eine solide Grundlage für anstehende Investitionsentscheidungen.

Der Austausch von veralteten Komponenten und dem Hinzufügen von neuen, technologischen Innovationen macht bestehende Anlagen wieder fit für den Wettbewerb. Sofern die vorhandene Maschine eine solide Grundsubstanz vorweisen kann, sprechen dafür in erster Linie die deutlich geringeren Kosten im Verhältnis zur Neuanschaffung einer entsprechenden Anlage. Belohnt wird die Modernisierung der Steuerungstechnik, der Peripherie, Aktorik und Sensorik durch eine vergleichbar gelagerte Produktivitätssteigerung.

Weitere Vorteile für den Anlagenbetreiber bei einer Modernisierung bestehender Maschinen sind entfallende hohe Ersatzinvestitionen für die Fundamentherstellung. Auch der vorhandene Bestandsschutz für eine alte Anlage, die vermutlich keine Neugenehmigung mehr erhalten würde, kann durch ein Retrofit bewahrt werden.

Welche Anforderungen Ihres Unternehmens kann ein Retrofit erfüllen?2022-03-18T03:45:04+01:00

Angesprochen sind insbesondere produzierende Firmen, die ihre Stillstandszeiten minimieren sowie die Produktivität erhöhen und erhalten wollen. Ein Retrofit bedeutet auch einen ersten Schritt Richtung Digitale Transformation, um die Automatisierungspyramide aufzurüsten.

  • Verlängerung der Lebensdauer
  • Steigerung des Produktionsvolumens
  • Steigerung der Produktqualität
  • Höhere Effizienz der Anlage z. B. durch Energieeinsparung
  • Erfüllung gesetzlicher Vorgaben (zum Beispiel Emissionssenkung, Arbeitssicherheit)
  • Sicherstellen der Versorgung mit Ersatzteilen
  • Schaffung der Möglichkeit alte Maschinen in moderne IT Umgebung einzubetten (Industrie 4.0)

Mit einer Machbarkeitsanalyse arbeiten unsere Spezialisten Kosten/Nutzen für Ihre Investitionsentscheidung transparent/quantitativ heraus. Prägnante Nutzeneffekte sind

  • Ersatzteilverfügbarkeit durch Austausch veralteter Komponenten
  • Verbesserte dynamische Eigenschaften in Geschwindigkeit, Energieverbrauch und Präzision
  • Optimierte Wartung (z.B. durch Condition Monitoring und Predictive Maintanance)
  • Diagnosefunktionalitäten

RETROFIT-PROJEKT

Welche Maßnahmen umfasst ein COSATEQ Projekt?

Wir ermitteln zunächst einen aktuellen Zustands-Status Ihrer Maschine. In einer ersten Machbarkeitsstudie und einem Gespräch mit unseren Spezialisten für Regelungs- und Steuerungstechnik skizzieren wir die verschiedenen Möglichkeiten einer Modernisierung und kalkulieren Richtpreise für die Umsetzung. Im zweiten Schritt beschreiben wir detailliert alle Aufwendungen, Arbeitsabläufe und erstellen einen Zeitplan zur Abwicklung des Projekts:

  • Ermittlung des aktuellen Maschinenstatus
  • Expertise zur elektrischen Generalüberholung
  • Konzeption und Aufbau Schaltschrank + Bedienpult
  • Nachrüstung von Automatisierungstechnik, z. B. Speicherprogrammierbare Steuerungen SPS (als HardSPS oder SoftSPS)
  • Anpassungen zur Einbindung der Maschine/Teilanlage in Produktionsanlagen, z. B. Anbau von Förderelementen
  • Ersatz von Werkstoffen durch verschleißfestere Materialien, zum Beispiel nichtrostenden Stahl
  • Einsatz von Frequenzumrichtern bei elektrischen Antrieben zur Effizienzsteigerung, z. B. Einsparung von Energie
  • Zusammenstellung der kompletten Elektrik + Installation
  • Übergabe + Abnahme mit Sicherheits-Check
  • Schulung + Service

VORTEILE

Das bringt der Retrofit-Ansatz in der Zusammenfassung

  • Kurze Betriebsunterbrechung
  • Aufwand sofort abschreibungsfähig
  • Geringere Investitionskosten als bei Installation einer neuen Maschine/Anlage
  • Keine baulichen Veränderungen an Fundamenten nötig, Ersparnis neuer Fundamentkosten
  • Gealtertes, stabiles Maschinenbett kann übernommen werden
  • Weniger Personalschulungsaufwand, da Maschine größtenteils bekannt ist
  • Kein neues Genehmigungsverfahren nötig
  • Keine Gefahr des Verlustes von Bestandsschutz
  • Weitere Zeitersparnis durch nur teilweise Erneuerung
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