Seit 40 Jahren ist Systems Interface als Integrator für Industriesteuerungssysteme tätig und stellt führenden Unternehmen in zahlreichen Branchen fortschrittliche, praktische Automatisierungslösungen bereit.
- Produzieren einer modernisierten Version eines Teleskops, das der Leistung früherer Antennen mit jetzt veralteter Hardware entspricht
- Entwickeln eines ausgefeilten Achssteuerungssystems, mit dem das Teleskop präzise Bewegungen von Himmelsobjekten verfolgen und schnell und genau auf langsame Signale reagieren kann
- Termingerechte Projektabwicklung
- Präzise Steuerung
- Förderung zusätzlicher Publikationen der Universität aufgrund von erweiterten Funktionen und detaillierterer Luft- und Raumfahrtforschung
Wie oft denken Sie über schwarze Löcher, Sterne oder die Geheimnisse des Weltraums nach? Falls Sie Forscher an einer großen Universität in Südkorea sind, dann dreht sich alles um diese Themen. Die Erforschung von Himmelskörpern erfordert leistungsstarke Instrumente. Deshalb wandte sich die Universität an Systems Interface, als sie sich dazu entschloss, eine Weltraumantenne zu bauen.
Systems Interface, ein Systemintegrator-Mitglied des Rockwell Automation PartnerNetwork™ (Gold-Stufe), ließ sich auf das Pionierprojekt mit der Universität ein.
Es umfasste den Bau einer vierten Weltraumantenne nach drei erfolgreichen Installationen im Zeitraum zwischen 2007 und 2009. Die Universität benötigte eine zusätzliche Antenne, die Forschern dabei hilft, den Weltraum weiter zu erkunden.
Herausforderung
Dieses Projekt war von Beginn an einzigartig. Die Universität wünschte sich eine vierte Antenne, die genauso gut funktioniert wie die ersten drei. Angesichts der Tatsache, dass die vorherigen Antennen vor vielen Jahren in Betrieb genommen wurden, erforderte der Bau einer neuen Antenne modernere Ausrüstung mit einem hohen Anpassungsgrad.
„Ich glaube nicht, dass irgendein Unternehmen in der Lage gewesen wäre, die Anforderungen der Universität zu erfüllen, d. h., die vorhandenen Antennen zu reproduzieren“, sagt Curtis Plett, Vice President of Engineering bei Systems Interface.
„Der Kunde benötigte ein System, das mit den vorherigen Systemen übereinstimmt und gleichzeitig über einen aktuellen Servoantrieb verfügt. Darüber hinaus sollte die übergeordnete Achssteuerungsschnittstelle beibehalten werden. Maschinen- und Anlagenbauer lehnen es unter Umständen ab, von ihren Standardangeboten abzuweichen. Systemintegratoren wie Systems Interface bieten hingegen einen enormen Mehrwert, indem sie individuelle Lösungen für ihre Kunden entwickeln.“
Veraltete Ausrüstung
Die vorhandenen Weltraumantennen beinhalteten veraltete Kinetix 7000-Antriebe und Servo-Achssteuerungstechnologie, die überholt waren. Systems Interface musste moderne Hardware für die neue Antenne verwenden und gleichzeitig sicherstellen, dass die Leistung der neuen Antenne der Leistung der vorangegangenen Antennen entspricht.
Präzise Steuerung
Die Antenne wird mit sehr niedriger Geschwindigkeit betrieben und erforderte eine präzise Verfolgung von Himmelszielen wie Sternen und schwarzen Löchern. Systems Interface musste ein Achssteuerungssystem entwickeln, das diese Ziele genau nachverfolgen und gleichzeitig auf langsame Signale aus dem Weltall reagieren kann.
„Es ging nicht nur um einfache Achssteuerung“, sagt Plett. „Vielmehr handelte sich um Bewegungssteuerung bezüglich einer hochgradig kalkulierten und präzisen Position. Bei einem allgemeinen Achssteuerungssystem sprechen wir von 29-Bit-Encoder-Strukturen. Es dreht sich darum, Positionsschleifen basierend auf diesen Encodern zu schließen, Himmelsberechnungen der Position durchzuführen, an der sich ein Himmelsobjekt befinden sollte, die Antenne auf das Objekt auszurichten, die Frequenz der Antenne zu verwenden, um die Position genau abzustimmen und das Objekt dann über Nacht am Himmel zu verfolgen.“
Lieferkettenverzögerungen
Ab 2021 wurde das Projekt durch Lieferkettenunterbrechungen infolge von COVID-19 beeinträchtigt, was erhebliche Herausforderungen beim Beschaffen wichtiger Hardwarekomponenten mit sich brachte. Planung und Terminierung wurden zu entscheidenden Faktoren, um das Risiko von Verzögerungen und finanziellen Rückschlägen im Zusammenhang mit falschen oder nicht verfügbaren Teilen zu minimieren.
Lösung
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, machte sich Systems Interface eine Kombination aus moderner Hardware und eigenem Fachwissen sowie das Rockwell Automation PartnerNetwork zunutze.
Design mit Fokus auf präziser Steuerung
Die Lösung beinhaltete hochmoderne Technologie, darunter die ControlLogix® 5580-Steuerung und das Kinetix® 5700-Servoantriebssteuerungssystem, das durch seine vier Kinetix-MPL-Motoren mit geringer Eigenträgheit präzise Bewegungen orchestriert. Sie umfasste zudem die Allen Bradley® PanelView™-Bedienerschnittstelle für Visualisierung und Steuerung sowie verschiedene Komponenten von Rockwell Automation. Alles in allem basiert die Antenne auf einer einzigen Herstellerlösung, die optimale Leistung und Support ermöglicht – ganz im Gegensatz zu einem Steuerungssystem, an dem unzählige Anbieter beteiligt sind.
Kombination von Know-how im gesamten Ökosystem
Die erfolgreiche Fertigstellung der Weltraumantenne wäre ohne das umfangreiche Ökosystem des Rockwell Automation PartnerNetwork nicht möglich gewesen. Dank strategischer Partnerschaften mit Distributoren wie North Coast und Technologieberatern von Rockwell Automation wurde die Auswahl und Beschaffung wichtiger Komponenten beschleunigt.
Ein Technologieberater von Rockwell Automation unterstützte Systems Interface beispielsweise beim Thema Stückliste. "Der Berater half uns, die Stücklisten durchzugehen und neue bereitzustellen, um die Projektziele zu erreichen … Wir profitierten außerdem von beschleunigtem technischen Support bei entsprechenden Problemen vor Ort“, sagt Plett.
Darüber hinaus trug das fundierte Fachwissen des Systems Interface-Teams zur Entwicklung innovativer Lösungen bei, z. B. im Rahmen der Zusammenarbeit mit dem Technologiepartner Profibus, um die Kommunikation von ControlNet auf Profibus umzustellen und damit sowohl Zuverlässigkeit als auch Wartungsfreundlichkeit zu verbessern.
Ergebnis
Termingerechte Fertigstellung und übertroffene Erwartungen
Ende 2023 wurde der Bau der 21 Meter langen Antenne erfolgreich abgeschlossen – unter Verwendung von Rockwell Automation-Technologie, darunter vier Servomotoren, die eine beeindruckende Maximalgeschwindigkeit von 3 Grad pro Sekunde erreichen. Dieser Meilenstein ermöglichte es der Antenne, ihre ersten astronomischen Bilder zu erfassen, die allgemein als "Erstes Licht" (First Light) bezeichnet werden.
Mit Abschluss dieses Projekts erreichte die Universität ihr wesentliches Ziel, eine vollständig betriebsbereite Antenne innerhalb des angegebenen Zeitrahmens zu installieren. Die Leistung der Antenne erfüllte nicht nur die Erwartungen, sondern übertraf sie sogar. Dank seiner gründlichen Validierung vor der Bereitstellung in Südkorea sorgte Systems Interface für eine nahtlose Funktionalität ohne zusätzlich erforderlichen Support während der Inbetriebnahme.
Transformative Effekte für die Luft- und Raumfahrtforschung und die Universität
Durch das Know-how von Systems Interface und die Zusammenarbeit mit Rockwell Automation wurde ein reibungsloser Antennenbetrieb gewährleistet, wobei nach der Installation lediglich minimale Probleme gemeldet wurden. Dieses Projekt ist in vielerlei Hinsicht bedeutsam. Die Fertigstellung der vierten Antenne hat zu einem tieferen Verständnis der Galaxie für Studierende und Fachkräfte sowie zu zahlreichen Astronomie-Publikationen der Universität beigetragen und kennzeichnet gewaltige Fortschritte in Bezug auf technologische Innovationen.
Veröffentlicht 9. Mai 2024