Create, validate, realize
Ein Kernstück von ECC-ProBell ist ein großer schalltoter Raum, in dem die Kirchenglocken getestet werden. (Quelle: ABB)
Mit Crealizer ergänzt ABB ihre existierenden Softwarelösungen für Kundenanpassungen, adaptive Programmierung und IEC-Programmierung um eine noch leistungsstärkere Variante. „Ziel unserer Entwicklung war, mit der neuen Softwarelösung spezifisch das Thema Analytics auf Basis unserer sehr schnellen Control Plattform anzugehen. Da Crealizer in das ABB-Drives-Betriebssystem integriert ist und mit diesem in Echtzeit interagiert, kann die Software auf hochauflösende Echtzeitmessungen zugreifen“, verdeutlicht D. Wyss. Das liefere Anwendern die optimale Basis, um eigene oder in Co-Creation erstellte, maßgeschneiderte Steuerungs- und Analyseanwendungen zu entwickeln.
Der Name ist ein Kunstwort, das die Möglichkeiten, die die Software bietet, widerspiegelt: create, validate, realize. Dabei wird in allen drei Bereichen großer Wert auf optimale Usability gelegt. „Bei der Applikationsentwicklung können Nutzer in ihren gewohnten Programmierumgebungen, zum Beispiel Matlab und Simulink oder C++, arbeiten“, berichtet der Experte. Die Validierung ist in der Softwareentwicklung von zentraler Bedeutung. „Hier ging es uns vor allem darum, diese stärker softwarebasiert– also mithilfe von virtuellen Drives bzw. Antrieben – ausführen zu können.“ Als Alternative nennt er den auf der SPS in Nürnberg gezeigten Hardware in-the-Loop-Simulator, den DriveLab ACS880. „Bei diesem ist die Steuerungs-Hardware bereits physisch vorhanden, aber der Leistungsteil, wie Halbleiter, DC Link etc., des Umrichters wird noch simuliert“, erklärt er. Wem das alles zu abstrakt ist, der kann das Labor nutzen. „Wenn man das Risiko in Kauf nehmen will, dann kann man natürlich auch direkt in den produktiven Betrieb gehen – das ist letztendlich immer abhängig von der entwickelten Applikation“, sagt D. Wyss. In der anschließenden Realize-Phase geht es darum, die entwickelte Applikation auf die Antriebe zu bringen oder auf die Flotte auszurollen.
Applikation: Aktive Schwingungsregelung
Nach konkreten Applikationen gefragt, sagt der Digital Lead: „Aktuell decken wir mit Crealizer Steuerungs- und Analyseanwendungen ab. Ein Beispiel für die Steuerungsanwendung ist die aktive Schwingungsregelung, die in Echtzeit die Vibrationen im Antriebsstrang dämpft. Dadurch kann der Antrieb im gesamten Drehzahlbereich genutzt werden. Und dank geringerer Vibrationen wird außerdem die Lebensdauer erhöht.“ An einem Demonstrator wurde diese Applikation auf der SPS 2024 gezeigt. „Das Feedback von Besucherseite war sehr positiv – auch die Applikation selbst betreffend“, berichtet er.
Als industriefremde, aber sehr anschauliche Applikation nennt er ferner ein Forschungsprojekt der Hochschule Kempten. Sie leitet das europäische Kompetenzzentrum für Kirchenglocken ECC-ProBell. In diesem werden der Zustand von Glocken und ihre Läutebedingungen untersucht. „Ziel ist es, den Glockenklang – also die Art und Weise, wie das Pendel über den Motor angetrieben wird – zu beeinflussen. Der Ausschlag des Pendels beeinflusst den Glockenklang maßgeblich. Durch Anpassung des Vorgabewerts für den Umrichter kann ein schöner Glockenklang erreicht werden“, verdeutlicht der Experte.
Seit 2022 setzt die Hochschule für ihre Glockentests ein ABB-Industrial-Drive ACS880-01 für die Drehmomentregelung ein. „Das Soll-Drehmoment musste dafür bislang auf einer externen Steuerung berechnet und anschließend in den Frequenzumrichter geladen werden“, informiert D. Wyss. Die ACS880-Frequenzumrichter verfügen über eine integrierte SPS-Funktionalität, mit der die Geräte an die Anwendung angepasst werden können. Die Programmierung der Antriebsapplikation erfolgt mit dem Tool Drive Application Builder auf Basis des IEC-61131-3-Standards.
„Mit unserem ABB Crealizer Software Development Kit in Kombination mit der neuen Steuerungsplattform Ucon-22 haben wir das Konzept der programmierbaren Umgebung auf die Echtzeitwelt der Umrichter-Steuereinheit erweitert“, erklärt er. So nutzt das Hochschul-Team Crealizer nun zur Entwicklung latenzfreier Anwendungen direkt im Umrichter mithilfe von Matlab & Simulink. „Neu ist, dass sie die Anwendung zunächst mithilfe eines virtuellen Antriebs in ihrer PC-Umgebung simulieren und dann direkt auf den Frequenzumrichter übertragen konnten – ohne Neustart. Am Virtual Drive lassen sich somit verschiedene Szenarien testen und anschließend auf der Anlage umsetzen“, nennt er den Vorteil. Hinzu kommt eine hohe Cyber Security: Ucon-22 wurde von Grund auf so konzipiert, dass sie kritische Sicherheitsfunktionen wie die Authentifizierung und Verschlüsselung von Firmware, Dateien und Anwendungen sowie eine sichere Konnektivität unterstützt.