Applikation: Lösung zur Dekontamination medizinischer und infektiöser Abfälle
Das Projekt konzentrierte sich auf die Implementierung einer leistungsfähigen Steuerung für die MACS – Machine Autoclave Cutting Sterilization-Technologie, einer zertifizierten Hochleistungs-Lösung zur Dekontamination medizinischer und infektiöser Abfälle. Die Steuerungslösung musste nicht nur den strengen Sicherheitsstandards entsprechen, sondern auch eine hohe Skalierbarkeit, eine einfache Bedienung und eine robuste Maschinenkommunikation ermöglichen.
MACS: Der High-End-Autoklav
der gefährliche Abfälle zu stark volumenreduziertem Hausmüll macht. Ohne Chemie, ohne komplizierte Wartung. Für medizinische Abfälle, Speiseabfälle und Flüssigkeiten, stationär oder mobil. Mit 24/7 Remote-Service. Was bleibt: Restmüll, minimierte Entsorgungskosten und eine positive Ökobilanz.
Das Projekt stellte mehrere Herausforderungen dar, die es zu bewältigen galt. Eine zentrale Aufgabe war die Einarbeitung in CODESYS V3, eine offene und hardwareunabhängige Plattform, um eine fundierte Grundlage für die Softwareentwicklung zu schaffen.
Eine weitere Herausforderung bestand in der Umstrukturierung der bestehenden Software hin zu einer modularisierten Architektur, um die Wartbarkeit und Skalierbarkeit zu verbessern. Gleichzeitig musste der CAN-Bus in die Steuerung des MC-IO-Moduls von Berghof integriert werden, was eine präzise Abstimmung der Kommunikationsprozesse erforderte.
Die Entwicklung einer Schnittstelle für einen Thermodrucker zur automatischen Dokumentation brachte zusätzliche Anforderungen mit sich, insbesondere in Bezug auf die Datenübertragung und Formatierung. Zudem stellte die Optimierung der Buskommunikation für die Echtzeitsteuerung über EtherCAT und CANOpen hohe Anforderungen an die Latenz- und Synchronisationsmechanismen.
Schließlich musste eine leistungsfähige Visualisierung geschaffen werden, die nicht nur einen hohen Bedienkomfort bietet, sondern auch einen Remote-Zugriff ermöglicht – eine essenzielle Funktion für die effiziente Steuerung und Überwachung des Systems.
Lösung: CODESYS-basierte Automatisierung mit Berghof Steuerungstechnik
Eingesetzte Hardware:
Die modulare CODESYS Quadcore Steuerung B-Nimis MC-Pi Plus mit nativer CAN-Schnittstelle, basierend auf Raspberry Pi
CANOpen (Buszyklus: 8ms, 8 Slaves bei 500 kbit/s): Steuerung von bis zu 5 Fuji Frequenzumrichtern, 2 Linearachsen und einem Ventilterminal
EtherCAT (Buszyklus: 2ms, 3 Slaves): Kommunikation mit einer Gruppe von bis zu 3 MC-IO Modulen
Thermodrucker über USB-to-Serial direkt mit der Steuerung verbunden
Von links nach rechts: B-Nimis MC-Pi Plus - Quadcore CODESYS Steuerung basierend auf Raspberry Pi; EtherCAT I/O-Erweiterungsmodul; B-Nimis SC-1000 Safety PLC
Warum wählte ERMAFA Berghof?
Die weltweite Halbleiterknappheit machte es erforderlich, nach einer offenen und hardwareunabhängigen Steuerungslösung zu suchen. Berghof bot mit einer CODESYS-Steuerungslösung günstige Lizenzkosten, hohe Flexibilität und nativen Support und somit die optimale Lösung.
Zur Dateiverwaltung und Thermodrucker-Anbindung wurde ein USB-to-Serial basierter Druckprozess implementiert, bei dem CSV-Dateien mit Prozessdaten über einen eigenen Treiber gedruckt werden. Alarmhistorien und Maschinendaten werden ebenfalls protokolliert.
Für die Feldbus-Integration und Task-Optimierung wurden separate Tasks für EtherCAT und CAN eingerichtet, wobei EtherCAT eine höhere Priorität als CAN erhielt. Der CANOpen Manager wurde mit einer eigenen Zykluszeit integriert.
Für die Visualisierung und Remote-Zugriff kam CODESYS WebVisu zum Einsatz, um eine browserbasierte Fernvisualisierung zu ermöglichen. Der direkte Variablenzugriff und eine dynamische Alarmtabelle verbessern die Fehlerdiagnose, während Frames und Templates eine flexible Visualisierung gewährleisten.
Allgemeine Vorteile von CODESYS für ERMAFA
Die intuitive Benutzeroberfläche ermöglicht eine einfache Einarbeitung, während klar strukturierte Konfiguratoren die schnelle Integration neuer Module erleichtern. Zudem sorgen leistungsstarke Debugging- und Online-Funktionen für eine effiziente Fehlersuche und Optimierung des Systems.
Ergebnis
Erhöhte Systemflexibilität durch eine modulare Softwarearchitektur
Zukunftssichere CAN-Integration, um zukünftige Hardware-Upgrades problemlos umzusetzen
Reduzierte Wartungskosten dank optimierter Alarm- und Log-Funktionalitäten
Verbesserte Prozesskontrolle durch die neue Thermodrucker-Schnittstelle
Höhere Sicherheit und Echtzeitfähigkeit durch optimierte Task- und Buskonfiguration
Gewappnet für künftige Herausforderungen dank hochperformanter Steuerungslösung
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