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Weniger Kabelsalat in Streckblasmaschinen

Dezentrale IP-67-Automatisierung
Weniger Kabelsalat in Streckblasmaschinen

PET-Flaschen werden in der Getränkeindustrie in der Regel direkt vor dem Abfüllen aus den Rohlingen, den sogenannten PET-Preforms, hergestellt. Bei der Automatisierung seiner Streckblasmaschinen Multiblow arbeitet der Maschinenbauer Arcor unter anderem mit dezentralen IP 67-I/O-Modulen von Wago. Die Vorteile zeigen sich bei Installation und Service der Maschinen.

Weit über eine Milliarde PET-Flaschen werden allein in Deutschland pro Jahr mit Getränken befüllt. Produziert werden sie meist direkt vor Ort im abfüllenden Betrieb, um den Transportaufwand so klein wie möglich zu halten. Streckblasmaschinen, die aus PET-Preforms die fertigen PET-Flaschen herstellen, gehören daher zur typischen Ausrüstung eines Unternehmens der Getränkeindustrie. Die Arcor GmbH, die seit 1997 in Dieburg und seit Anfang 2011 auch in Michelstadt im Odenwald tätig ist, hat sich auf die Ausrüstung von Brauereien und anderen Getränkebetrieben spezialisiert. Als klassischer Projektdienstleister bietet das mittelständische Unternehmen mit über 50 Mitarbeitern seinen Kunden ein Allround-Paket – von der Beratung, über die Lieferung und Installation bis hin zur Wartung und Modernisierung. Neben dem Projektgeschäft hat Arcor vor einigen Jahren damit begonnen, auch eigene Maschinen anzubieten. So hat das Unternehmen durch die Mehrheitsbeteiligung an dem slowenischen Maschinenbauer ICS eigene Abfüllmaschinen im Programm. Anfang 2011 startete dann die Entwicklung einer eigenen PET-Streckblasmaschine. Ausgangspunkt war die beständige Kundennachfrage, die man bei Arcor mit eigenen Maschinen bedienen wollte.

PET-Streckblasmaschine
Die Streckblasmaschine Multiblow fertigt aus PET-Rohlingen – den sogenannten Preforms – PET-Flaschen unterschiedlicher Größe. Diese Maschinen werden in der Getränkeindustrie üblicherweise direkt vor der Abfüllung installiert. Dadurch spart man erhebliche Logistikkosten, da statt leerer PET-Flaschen nur die deutlich kleineren Rohlinge transportiert werden müssen. Im ersten Schritt werden die Preforms in speziellen Haltern aufgenommen und an einer Infrarotheizung vorbeitransportiert. Dabei nehmen sie eine gleichmäßige Temperatur von etwa +90 °C an. Transporteinrichtungen fördern die aufgeheizten Rohlinge dann in die Blasformen, wo sie ein Dorn zunächst in Längsrichtung dehnt, bevor sie mit einem Druck von bis zu 40 bar in die endgültige Form gebracht werden. Die Formen sind wassergekühlt, damit die fertigen Flaschen sofort abkühlen und weitertransportiert werden können.
Die Maschine stellt hohe Anforderungen an die Automatisierungstechnik. „Wir müssen eine Vielzahl von Achsen, die Infrarotheizungen, die Pneumatik sowie zahlreiche Sensoren an die Steuerung anbinden“, erklärt Alexander Rosin, der die Konstruktion bei Arcor leitet.
Automatisierungstechnik in IP 67
Die Peripherie, die an den verschiedenen Stellen innerhalb der über 5 m langen Maschine installiert ist, wird über Profibus-DP angebunden. Dabei setzt Arcor auf die Speedway-I/O-Module der Serie 767 von Wago: „Die Anbindung der I/Os über dezentrale IP 67-I/O- Module hat gleich mehrere Vorteile. Wartung und Service sind deutlich einfacher und gleichzeitig sparen wir Platz im Schaltschrank.“ Die Speedway-I/O-Module lassen sich nah an den Sensoren und Aktoren platzieren, wodurch der Verkabelungsaufwand der Maschine deutlich reduziert wird. Statt viele Kabel vom Schaltschrank in die Feldebene zu verlegen, genügt hier eine Bus- und eine Versorgungsleitung.
In der Streckblasmaschine sind unterschiedliche Speedway-I/O-Module verbaut. Neben einem Feldbuskoppler für Profibus-DP, der bereits acht digitale Eingangskanäle zur Verfügung stellt, sind noch weitere digitale Ein- und Ausgangsmodule an verschiedenen Stellen in der Maschine montiert, die über den Systembus an den Feldbuskoppler angebunden sind. Die kompakten Module haben jeweils acht Ein- bzw. Ausgänge, an die die Sensoren und Aktoren je nach Ausführung mit M8 oder M12-Rundsteckverbindern angeschlossen werden. Durch die kompakten Maße und die hohe Schutzart IP 67 lassen sich die Module beinahe beliebig innerhalb der Maschine positionieren. „Komponenten, die wir direkt innerhalb der Maschine verbauen, müssen sehr robust sein und die hohen Temperaturschwankungen problemlos aushalten“, erklärt der Konstruktionsleiter.
Einfacher Service
Da Arcor zu 90 % ins Ausland liefert, ist eine hohe Zuverlässigkeit und ein einfacher Service von entscheidender Bedeutung. Alexander Rosins Grundsatz ist entsprechend eindeutig: „Die Maschine muss laufen!“ Daher werden nur Komponenten verwendet, von deren Qualität und Zuverlässigkeit er auch wirklich überzeugt ist. „In einem Servicefall lässt sich sehr leicht überprüfen, ob ein Kabel als Ursache in Frage kommt. Dazu haben wir fertig konfektionierte Ersatzkabel, die einfach eingesteckt werden können“, so Rosin.
Durch die dezentralen Speedway-I/O-Module ist der Schaltschrank der Maschine relativ klein. Neben der SPS beanspruchen dort vor allem die Frequenzumrichter den meisten Platz. Für die zuverlässige Stromversorgung der Automatisierungskomponenten sorgt ein Epsitron-Pro-Power-Netzgerät (787-842) von Wago. Auch bei den weiteren Komponenten im Schaltschrank setzt Arcor auf Komponenten aus Minden. So schalten etwa Relais der Serie 788 leistungsstärkere Verbraucher. Typisches Beispiel hierfür sind die Infrarotheizungen, die die PET-Rohlinge auf die richtige Temperatur bringen. Für die Anschlusstechnik im Schaltschrank kommen Topjob-S-Reihenklemmen zum Einsatz. Der Anschluss der Hauptversorgung der Maschine ist mit Klemmen vom Typ Power Cage Clamp 285 realisiert. Diese Hochstromklemmen sind für Leiterquerschnitte bis 35, 50 und 95 mm2 erhältlich. Je nach Ausführung können sie mit einem maximalen Strom bis zu 232 A belastet werden. Bei Arcor ist die Version mit einem maximalen Leiterquerschnitt von 50 mm2 und einem Nennstrom von 150 A im Einsatz. Alle Komponenten sind für die Montage auf DIN-Hutschienen vorgesehen und sparen durch die Cage-Clamp-Anschlusstechnik wertvolle Zeit bei der Installation. „Bei Wago bin ich mir sicher, dass die Qualität stimmt“, begründet Alexander Rosin die Entscheidung. „Außerdem ist die Betreuung durch den Außendienst hervorragend.“
Halle 11, Stand C64
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