Bebilderungseinheit für digitalen Offsetdruck

4D Engineering hat für die MAN Roland Druckmaschinen AG die Steuerung der Bebilderungseinheit mit Thermotransferband realisiert. Das Projekt wurde vom Redesign über den Einsatz im Versuchsfeld bis zur Verwendung als Serienprodukt komplett von 4D Engineering umgesetzt. Unter dem Echtzeitbetriebssystem VxWorks wurden sämtliche Steuerfunktionen der beteiligten Baugruppen implementiert. über die grafische Benutzeroberfläche ist der gleichzeitige Zugriff auf bis zu 12 Einheiten möglich.

• Gerätetreiber für Peripheriekarten für Standard-Industrie-PC (AT96 und PC-104)
• Ansteuerung der Antriebskomponenten über serielle Interfaces und Interbus
• Spezielle Algorithmen für die Echtzeitanalyse der Banddynamik
• OO-Ansatz für Echtzeitsteuerung und MMI
• Steuerung über Netzwerk für Kontrolle und Service
• Grafische Benutzeroberfläche unter Windows

Mit dem Echtzeitbetriebssystem VxWorks von Wind River Systems hat 4D Engineering, ausgehend von einem Experimentalaufbau, ein flexibles Steuersystem aufgebaut. Das offene Treiberkonzept in VxWorks ermöglicht die kundenspezifische Anpassung an unterschiedliche Hardwarevarianten der Steuerung im Laufe des Entwicklungsprozesses. Zusammen mit einem streng objektorientierten Ansatz in C++ wurde eine wartungsfreundliche Modularisierung bei gleichzeitiger hoher Konfigurierbarkeit erzielt. Der Leistungsumfang der Steuerung deckt dabei das gesamte Spektrum vom Versuchsbetrieb bis zur Serienreife in der Druckmaschine ab.

Der Einsatz von Standard-Industrie-PCs für die Bussysteme AT96 und PC-104 bietet eine große Vielfalt an Peripheriekarten. Unter VxWorks hat 4D Engineering durch die eigene Erstellung der Gerätetreiber eine optimale Anpassung an die Kundenwünsche erreicht. Auf Grund der guten Skalierbarkeit von VxWorks und der leichten Konfigurierbarkeit beim Systemstart wurde dabei eine effiziente Nutzung der Systemressourcen in verschiedenen Anwendungsfällen erreicht.

Für die Bereitstellung des Thermotransferbandes während der Bebilderung wurden Servomotoren mit speziellen Servoreglern eingesetzt. Schrittmotoren und pneumatische Aktoren sorgen für lineare Bewegungen innerhalb der Bebilderungseinheit. Die Ansteuerung der Komponenten erfolgt wahlweise über serielle Interfaces (RS232, RS485 mit canSDO-Protokoll), das Interbus-System oder direkt aus den Peripheriekarten des Systems. Je nach Anforderung ist das System über die Software konfigurierbar.

In der Bebilderungseinheit wird eine Vielzahl digitaler und analoger Signale ausgewertet. Von größter Bedeutung ist hierbei die Zustandsüberwachung des Thermotransferbandes, da sie entscheidend die Druckqualität beeinflusst. Für die Echtzeitanalyse der Banddynamik hat 4D Engineering spezielle Algorithmen erstellt, die eine hoch präzise Regelung des Bandlaufes ermöglichen. Zur Kontrolle von Systemgrößen wurden flexible Mechanismen erstellt, mit denen eine einstellbare Überwachung während der Programmlaufzeit möglich ist.

Der objektorientierte Ansatz der Echtzeitsteuerung wurde bei der optionalen grafischen Benutzeroberfläche übernommen. Diese wurde von 4D Engineering unter Verwendung von Visual Basic erstellt, um eine schnelle Anpassung an variable Kundenanforderungen zu unterstützen.

Zu Kontroll- und Servicezwecken ist eine Steuerung der Bandstation der gesamten Druckmaschine über Netzwerk möglich. Je nach Anforderung reicht das Spektrum der Funktionalität von der Gesamtübersicht über komplexen Automatikbetrieb bis zum Zugriff auf einzelne Hardwarekomponenten. Wahlweise ist eine Integration in das übergeordnete Leitstandssystem WinCC möglich. Die Client-Server-Architektur von 4D Engineering ermöglicht in Verbindung mit TCP/IP flexible Anwendungen vom Zugriff an der Maschine vor Ort bis zum weltweiten, gesicherten Remote-Zugriff für Service und Analyse.