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Automatisierung: Aus einem Guss

Prozessleitsystem
Automatisierung: Aus einem Guss

Um die Produktion in der kunststoffverarbeitenden Industrie weiter optimieren zu können, ist es erforderlich, die Effizienz in der gesamten Fabrik zu erhöhen. Nebengewerke, Medienversorgung und die gesamte Infrastruktur müssen eingebunden werden. Es bedarf einer integrierten Automatisierungslösung, wie sie das Prozessleitsystem Aprol ermöglicht. Mit seinem breiten Spektrum an Funktionen inklusive Energiemonitoring und Anlagensimulation schafft Aprol ein homogenes Gesamtsystem und ermöglicht einen effizienten Betrieb der Anlage.

Der Autor: Martin Reichinger Business Manager Process Automation, B&R Industrie-Elektronik

Die Produktion von Kunststoffteilen erfolgt automatisiert in extrem hoher Taktrate. Dabei stellen die verschiedenen Produktionsmethoden – Spritzgießen, Tiefziehen, Vulkanisierpressen oder Blasformen – enorme Anforderungen an Geschwindigkeit, Präzision und Wiederholgenauigkeit. Um den Durchsatz zu optimieren, sind Informationen über Auslastung und Verfügbarkeit der einzelnen Maschinen von fundamentaler Bedeutung. Diese Informationen bilden die Basis, um die Maschinen in der Produktionskette zu koordinieren. Gleichzeitig müssen die Maschinen eine extrem hohe Verfügbarkeit aufweisen.
Eine kontinuierliche Zustandsüberwachung erhöht die Produktqualität und die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit bei gleichzeitig gesenkten Instandhaltungskosten. Das Modul Aprol Conmon unterstützt die Schwingungsmessung und -analyse und erfasst dazu alle hierfür benötigten Messgrößen.
Nach der Maschine ist der nächste logische Schritt, den Automatisierungsgrad der Gesamtanlage zu erhöhen, und zwar unter Einschluss sämtlicher Einzelmaschinen sowie der Intralogistik-Systeme und der Gebäudetechnik. Diese Gesamtautomatisierung benötigt ein System, dessen Fähigkeiten über diejenigen gängiger Scada-Systeme hinausgehen. Die Steuerungen der einzelnen Maschinen müssen zu einem Verbund gebündelt werden, ohne die Autonomie zu beeinträchtigen. Gleichzeitig muss dieses Gesamtsystem Aktorik und Sensorik direkt abfragen oder ansteuern können, um zwischen individuell gesteuerten Einheiten keine Prozesslücken entstehen zu lassen.
Die Energiekosten präzise ermitteln
Wenn Produktionskosten optimiert werden sollen, ist darüber hinaus die energieeffiziente Fertigung gefragt. Dazu müssen die Energiekosten genau erfasst werden, die primären (Umformung) wie die sekundären (Maschine und Fabrik). Das Modul Aprol Enmon unterstützt Anlagenbetreiber, indem es alle relevanten Energiedaten erfasst und umfangreiche Reports zur Auswertung und Interpretation bereitstellt.
Die Effizienz der eigenen Maschinen zu vergleichen, ist der erste Schritt zur Optimierung. Ebenso müssen aber auch ganze Produktionslinien beziehungsweise die komplette Fabrik einbezogen werden. Allerdings sind diese Daten nur schwer zu erfassen. Es bedarf eines Systems zur Prozessdatenerfassung über die gesamte Produktionskette und Infrastruktur hinweg. Dies gelingt mit Aprol PDA (Process Data Acquisition).
Ein Anwendungsbeispiel
Die deutsche Firma Uniwell Rohrsysteme verwendet Aprol PDA als Werkzeug zur Qualitätssicherung. „Schwankungen von Produktionsparametern können Qualitätsbeeinträchtigungen nach sich ziehen, die unter Umständen unerkannt bleiben, bis es zu spät ist“, weiß Lutz Goldhammer, Technischer Leiter des Herstellers medienführender Leitungen für den Automobilbau. „Seit die Prozessdaten entlang der gesamten Fertigungslinie lückenlos mit Aprol erfasst werden und der Automatisierung zur Verfügung stehen, reagieren die Einzelmaschinen zeitnah auf Schwankungen. So werden diese ausgeglichen oder andernfalls die Produktion gestoppt“, sagt Goldhammer weiter.
Um die Daten der Sensoren direkt abfragen zu können, werden I/O-Module, die über Powerlink angeschlossen sind, eingesetzt. Uniwell kann so jeden Produktionsschritt lückenlos nachvollziehen, bedarfsgerecht eingreifen und damit unnötige Kosten vermeiden.
Die erzielbare Prozessoptimierung kann noch einen bedeutenden Schritt weitergehen, wenn nicht nur eine Linie, sondern eine ganze Produktionshalle mit allen Nebeneinrichtungen überwacht wird. So können Hersteller durch entsprechende Reaktionen im Herstellungsprozess eine relevante Verbesserung der Energiebilanz der hergestellten Produkte erreichen.
Durchgängig bis ins Feld
Mit Aprol bietet B&R ein vollwertiges Prozessleitsystem an, dessen Leistungsumfang mit der Prozessdatenerfassung bei weitem nicht erschöpft ist. Es kann zudem übergeordnete Steuerungs- und Visualisierungsaufgaben erfüllen. Der Anwender erreicht damit die volle Durchgängigkeit der Prozessautomatisierung von der Feldebene bis zur Management-Informationsebene. Dabei ist es unerheblich, ob der Einsatzbereich in einer verfahrenstechnischen oder fertigungstechnischen Anwendung liegt. Als Funktion bereits integriert sind der Datenaustausch mit Produktionsanlagenplanungs- und -simulationssystemen sowie zu PPS-Systemen über eine Datenbankschnittstelle, Webschnittstelle oder OPC.
Die Steuerungen der erfassten Produktionsmaschinen können direkt angekoppelt werden. Das ist für alle Fabrikate über gängige Feldbus-Technologien möglich. Im Fall von B&R-Steuerungen kann die Integration noch tiefer gehen: Das Prozessleitsystem Aprol beinhaltet für die Programmierung und Konfiguration von Hardware und Feldbus auch die für die Maschinenautomatisierung entwickelte Entwicklungsumgebung Automation Studio.
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