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Kompakte Ventilinseln in dezentralen Edelstahlschaltschränken

Erneuerung der Prozesspneumatik im Steril-Tanklager
Kompakte Ventilinseln in dezentralen Edelstahlschaltschränken

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Kommen Prozessanlagen in die Jahre, sind Modernisierungsmaßnahmen oft unumgänglich. Sie lassen sich auch dazu nutzen, die Anlagenstruktur insgesamt und damit die Produktivität zu verbessern. Kompakte Ventilinseln in dezentralen Edelstahlschaltschränken für die Ansteuerung der Pneumatik können hier eine Lösung sein. Ein Beispiel dafür liefert die Modernisierung eines Steril-Tanklagers, die die Molkerei Ehrmann zusammen mit Bürkert Fluid Control Systems durchführte.

Die Molkerei Ehrmann blickt auf eine lange Tradition zurück. 1920 gründete der Molkereimeister Alois Ehrmann senior seine Molkerei als Einmannbetrieb. Seitdem hat sich das Unternehmen kontinuierlich weiterentwickelt und überzeugt heute mit einem vielfältigen, qualitativ hochwertigen Produktsortiment für nationale und internationale Kunden. Damit das auch in Zukunft so bleibt, investiert die Molkerei nicht nur in die Entwicklung neuer Produkte, sondern modernisiert und optimiert auch immer wieder die Produktionsanlagen.

Im Jubiläumsjahr 2020 stand beispielsweise die Sanierung der Prozesspneumatik in einem Steriltanklager am Standort Oberschönegg auf der Agenda. Die Anlage, die für fünf Produktionslinien den Produktzulauf übernimmt, war in die Jahre gekommen. Es kam immer häufiger zu Störungen. Reinhard Huber, Teamleiter Anlagenbau – Elektrotechnik erinnert sich: „Die Fehlersuche war oft schwierig, denn die pneumatische Ansteuerung der rund 400 Prozessventile war in einem zentralen Schaltschrank untergebracht. Die Verfolgung der langen Leitungswege und die Ortung der Fehlerquellen verlangten unserem Wartungspersonal einiges ab.“ Im Zuge der Sanierung sollten deshalb nicht nur Komponenten ausgetauscht und erneuert, sondern auch die Anlagenstruktur optimiert werden, mit dem Ziel die Produktivität zu erhöhen und im Fall der Fälle die Fehlersuche zu vereinfachen. Dezentrale Pneumatik-Schaltschränke in der Nähe der Prozessventile sollten den großen, zentralen Schaltschrank ersetzen.

Acht dezentrale Einheiten

Die Rahmenbedingungen für die Sanierung und die Umstrukturierung der umfangreichen Prozesspneumatik waren allerdings nicht einfach. Der Produktionsprozess ließ nur kurze Stillstandzeiten zu und die Platzverhältnisse an der Steril-Tankanlage waren alles andere als großzügig. In enger Zusammenarbeit mit Bürkert Fluid Control Systems ließ sich die komplexe Aufgabenstellung jedoch bewältigen. Im ersten Schritt wurden die Pneumatikfunktionen analysiert, dann räumlich den entsprechenden Anlagenteilen zugeordnet und schlussendlich so zusammengefasst, dass sie in acht dezentralen Einheiten an der Anlage Platz fanden. Bürkert hat für solche Anwendungen eine praxisgerechte Plattform entwickelt, die sich bereits in vielen ähnlichen Anwendungsbereichen im Hygiene-Bereich bewährt hat: Für die dezentralen Pneumatik-Steuereinheiten wurden die modular aufgebauten Ventilinseln (Ausführung 8652) mit jeweils bis zu 48 Ventilfunktionen mit der Airline-Quick-Adaption in hygienegerechten Schaltschränken (Ausführung 8614) montiert und vorverdrahtet. Weitere optionale Baugruppen wie Filterregler, Drucküberwachung oder Netzteil komplettierten die Schränke. Für die Molkerei wurde zudem ein Leerfeld vorgesehen, wo sich zusätzliche Komponenten unterbringen ließen.

Kompakte Pneumatikschränke

Die Baumaße der Pneumatikschränke sind relativ klein und alle außenliegenden Teile bestehen aus beständigem Edelstahl. Damit ist das anschlussfertige, geprüfte und zertifizierte Hygienic-Design-Automatisierungssystem optimal für den Einsatz nah an den Aktoren und Sensoren mitten im hygienesensiblen Prozessumfeld des Steril-Tanklagers geeignet. Dadurch reduziert sich der Aufwand für die Verschlauchung deutlich, denn die Wege zu den Aktoren sind im Vergleich zu früher viel kürzer. „Unser Wartungspersonal freut sich zudem über die Übersichtlichkeit der dezentralen Struktur“, so Huber. Am Display der Ventilinseln sind alle wichtigen Informationen zum Prozess, wie aktuelle Schaltzustände von Pilot- und Prozessventil oder die Erkennung von Kabelbruch für den Anwender direkt vor Ort verfügbar. Diese Daten werden über Profinet aber auch an die Anlagensteuerung weitergeleitet, was einen schnellen Überblick über die Anlagenfunktion ermöglicht.

Die Ventilinseln sind standardmäßig mit allen gängigen pneumatischen Prozesssicherheitsmerkmalen ausgestattet. Eine besondere Sicherheitsfunktion sind beispielsweise Rückschlagventile im Entlüftungskanal. Sie verhindern, dass Ventile durch Druckspitzen im Entlüftungskanal ungewollt aktiviert werden. Das sorgt für eine hohe Prozesssicherheit. Durch die Hot-Swap-Funktion lassen sich zudem einzelne Ventile bei laufendem Betrieb unter Druck und bei anliegender Spannung wechseln. Es gibt also auch in solchen Fällen keinen Produktionsstillstand.

Schnelle Inbetriebnahme

Beim Umbau galt es, den Produktionsstillstand so kurz wie möglich zu halten. Die hygienegerechten Schaltschränke mit den Ventilinseln wurden zwar anschlussfertig geliefert und vor Ort musste lediglich noch Druckluft, Stromversorgung und Bussystem angeschlossen werden. Aber auch das braucht natürlich Zeit und Manpower. Um die Stillstandzeiten möglichst kurz zu halten, wurde das Steril-Tanklager deshalb in zwei Schritten umgerüstet. Zunächst wurden vier dezentrale Steuerschränke installiert, während ein Teil der Funktionen über die alte Pneumatik-Steuerung weiterlaufen konnte. Nach abgeschlossener Inbetriebnahme und erfolgreichem Test der ersten vier Ventilinseln kamen dann die anderen vier Steuerschränke an die Reihe. „Unsere Techniker haben den Umbau zügig bewerkstelligt“, freut sich Huber. „Wir hatten weniger als drei Tage Einbußen bei der Produktionskapazität.“ Bei Ehrmann haben die technischen Mitarbeiter die Umrüstung selbst durchgeführt. Prinzipiell unterstützt Bürkert aber auch in dieser Inbetriebnahmephase die Anwender. Im Steril-Tanklager gab es jedoch aufgrund der beengten Raumverhältnisse wenig Raum für zusätzliche Techniker. Neben den Schaltschränken finden bei Ehrmann noch weitere Bürkert-Produkte Einsatz, beispielsweise die pneumatisch betätigten 2/2-Wege-Schrägsitzventile Classic und Element sowie Steuerköpfe für den hygienischen Bereich.

Bürkert Fluid Control Systems


Autor: Roland Englmann

Account Manager,

Bürkert Fluid Control
Systems

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