Soll eine Standardmaschine an die Produktionsumgebung angepasst werden, ist eine flexible Automatisierungsarchitektur gefragt. Mit einer auf Simotion basierenden Lösung konnten in kürzester Zeit für einen Papierhersteller in Indien neue Maschinenmodule entwickelt werden. Dabei wurden die Möglichkeiten des Motion Control-Systems schon bei der Konzeption der Mechanik berücksichtigt.
Ein indischer Papierhersteller hatte bei der schwäbischen Firma Bielomatik eine sehr leistungsfähige CutMaster-Papierschneidemaschine samt Verpackungsstation geordert - allerdings mit einigen Änderungen gegenüber dem Standardmodell: Aufgrund der besonderen Eigenschaften des Papiers sollten die Bögen im Kurzformat geschnitten werden, also quer statt längs. Um die fertig zusammengestellten Papierpakete, die so genannten Riese, für die Verpackungsmaschine um 90 Grad zu drehen, musste eine neue Drehstation konstruiert werden. Nötig war auch eine Riesweiche, die fehlerhafte Riese zu einem Korrekturplatz leitet, wo sie dann von Hand korrigiert werden.
Einfache Struktur
Die Bielomatik Leuze GmbH + Co. KG mit Hauptsitz in Neuffen setzt bevorzugt das Motion Control-System Simotion ein, um ihre Papier verarbeitenden Anlagen zu automatisieren. Die Drehstation der Papierschneideanlage für Indien war die erste neu entwickelte Maschine, bei der die Erfahrungen mit der Motion Control-Plattform schon in die Konstruktion mit eingeflossen sind.
Der für die elektrotechnische Seite verantwortliche Projektleiter Axel Meyer nennt die Vorteile: "Indem wir die mechatronischen Möglichkeiten von Simotion schon bei der Konzeption der Drehstation ins Kalkül gezogen haben, konnten wir die Struktur von Mechanik und Automatisierung aufeinander abstimmen und sehr einfach halten." Die Automation der Drehstation läuft mit auf der Simotion-CPU der Schneidemaschine, wie auch die Automation der Transport-, Stau- und Kalibrierbänder sowie der Riesweiche.
Hervorragende Prozessstabilität
Die komplette Riesbildung, alle Transportvorgänge einschließlich Drehstation und Riesweiche sind zu einem durchgängigen Prozess zusammengefasst. Eine Simotion D445 koordiniert die Bewegungen von 25 Achsen. Davon sind 13 real und 12 virtuell. Viele der virtuellen Achsen werden genutzt, um die zeitversetzte Synchronisation zweier Bewegungsabläufe zu realisieren. Der Umfang der virtuellen Achse repräsentiert dabei den Weg, den das Produkt auf der Maschine zurücklegen muss, wobei die dynamische Phasenkorrektur Prozesseinflüsse wie beispielsweise das Ausschleusen von Bögen korrigiert.
Einfache Adaption
Daneben hat das Automatisierungskonzept mit Simotion für Bielomatik noch einen weiteren Vorteil: Es eignet sich für verschiedenste Formate und Verpackungseinheiten. Es sind lediglich die Parameter realer und virtueller Wellen an das Format und die Riesgröße anzupassen. Auch macht es das offene System einfach, weitere Maschinenmodule in den Synchronverband einzubinden. Diese Flexibilität erlaubt es, schneller auf Kundenwünsche zu reagieren, und verbessert damit die Position im globalen Wettbewerb.
Kurze Lieferzeiten
Durch Mechatronik und innovative Automatisierungsansätze ist die Produktivität der Maschinen in der Papier verarbeitenden Industrie in den letzten zwei Jahren um etwa 30 Prozent gestiegen. Gleichzeitig senkte Bielomatik die Lieferzeit auf durchschnittlich sechs Monate. Für Roland Schilling, im Geschäftsbereich Papierverarbeitung für die Elektrotechnik zuständig, haben Motion Control und Durchgängigkeit der Automatisierung einen hohen strategischen Stellenwert: "Für kurze Lieferzeiten ist es wichtig, Kundenwünsche schnell umsetzen zu können. Finden wir hier intelligente Lösungen, trägt das auch dazu bei, unsere hohe Fertigungstiefe und damit die Arbeitsplätze an unseren Standorten zu erhalten."
Es wird immer wichtiger, auch die Inbetriebnahme- und Service-Eigenschaften der Maschinen zu optimieren. Die meisten Betreiber wünschen, dass ihre Halle nur kurz von Monteuren und Service-Leuten belegt ist. Bei der Inbetriebsetzung hat sich die durchgängige Automatisierung der CutMaster-Maschinen bereits als vorteilhaft erwiesen: Das zeitraubende Abgleichen von Schnittstellen an Systemübergängen entfällt komplett. "Die Tendenz geht dahin, weitere Anlagenteile in die Automatisierung zu integrieren, und Simotion ist dafür gut geeignet", umreißt Schilling die Strategie. Schon heute profitieren die Maschinenbauer in allen Projektphasen von der Integration der Sinamics-Antriebe in das Simotion-System, die zu einfach projektierbaren und kompakten Lösungen führt. "Mit Simotion und den neuen Sinamics-Antrieben haben wir zwei komplette Schaltschränke eingespart", bestätigt Projektleiter Axel Meyer.
Gute Perspektiven
Geht es um die Integration weiterer Anlagenteile in die Automation, wird auch die mit Simotion mögliche verteilte Automatisierung interessant. So ist es möglich, dezentrale Intelligenz flexibel zu nutzen und mehrere Antriebsgruppen per verteiltem Gleichlauf über Profibus oder Profinet performant zu synchronisieren. Die bis in die Antriebsebene herabreichende, durchgängig Ethernet-kompatible Kommunikation macht die Anbindung an MES- und ERP-Systeme einfach und ist die Grundlage für sehr gute Diagnose- und Fernwartungseigenschaften einer Automatisierung.
Ideas 2 / 2007 |
