Für die Automatisierung von vertikalen Schlauchbeutelmaschinen gibt es zwar viele Lösungen am Markt – oftmals müssen die einzelnen Komponenten jedoch individuell zusammengestellt werden, um von einer ganzheitlichen Automatisierungslösung zu profitieren. Das kostet viel Zeit und am Ende sind die einzelnen Komponenten nicht durchgängig aufeinander abgestimmt. Dabei wird es immer wichtiger, die Verpackungsanlagen intelligent in die gesamte Produktionslinie einzubinden und eine durchgängige Kommunikation zu ermöglichen. Ohne übergreifende Lösung ist das kaum möglich. SEW-Eurodrive hat darum eine ganzheitliche, modulare Automatisierungslösung für vertikale Schlauchbeutelmaschinen entwickelt, die Maschinenbauer entlastet. Das Starterset umfasst Form-, Füll- und Schließ-Automatisierungslösungen für Schlauchbeutelmaschinen, die nahtlos ineinandergreifen. Damit eignet es sich selbst für herausfordernde Abfüllprozesse und sorgt für höchste Ausfallsicherheit und Qualität beim Verpackungsprozess.
Baukastensystem – sofort einsetzbar
Ein Entwicklungsziel von SEW war, eine Art modularen und sehr fein kaskadierten Baukasten bereitzustellen. Der Kunde sollte das Starterset sofort einsetzen und nach seinen Anforderungen einfach und flexibel erweitern können. Präzise aufeinander abgestimmte Software- und Hardwarepakete stecken in dieser Lösung. Das Starterset beinhaltet unter anderem Servomotoren der CMP50-Reihe, passende Servoplanetengetriebe PxG, kompatible Servoumrichter und die übergeordnete Steuerung für die Automatisierung und Bewegungssynchronisation. Darüber hinaus enthält es abgestimmte I/O-Module, ein webbasiertes HMI-Operator-Panel zur einfachen Maschinenbedienung und Anzeige der Prozesse sowie die in der Steuerung eingebetteten Movikit-Softwaremodule. Als Erweiterung kommen komplette Safety-Module hinzu und erweiterte Sicherheitsfunktionalitäten. Der Anwender erhält damit nicht nur die einzelnen Bestandteile, sondern die gesamte Automatisierungslösung aus einer Hand.
Parametrieren statt programmieren
Das Herzstück des Startersets ist ein Software-Bundle aus Movikit-Softwaremodulen, die im Controller eingebettet sind. Dieses maschinentypische Softwarepaket beinhaltet vorgefertigte Module, die von einfachen Antriebsfunktionen bis hin zu anspruchsvollen Motion-Control-Funktionen eingesetzt werden können. In der vertikalen Schlauchbeutelmaschine sorgen die Softwaremodule beispielsweise für höchste Siegelqualität, ein perfektes Druckbild auf dem Produkt, die richtige Bahnspannung oder eine exakte Dosierung eines Schüttguts. Diese Funktionen lassen sich in kürzester Zeit durch Parametrierung und Programmierung realisieren – denn Movikit-Module sind vorprogrammiert und können so einfach in Betrieb genommen werden. Dies senkt den zeitlichen Aufwand und lässt dennoch zu, individuelle Anpassungen vorzunehmen, da die Module flexibel gestaltbar sind. SEW-Eurodrive arbeitet dafür mit einem offenen Quellcode. Maschinenbauer können dadurch für die Maschine notwendige Dinge wie individuelle Abläufe oder Prozessketten frei anpassen. Die Entwickler brauchen sich nicht mit dem Programmieren von Standardfunktionen aufzuhalten, sondern können ihre Energie in Abläufe und Prozessketten stecken.
Synchrone Abläufe gewährleistet
Die im Starterset enthaltenen Movikit-Module können darüber hinaus miteinander kombiniert und in Abhängigkeit gebracht werden. Möglich macht das der Softwarebaustein Movikit Automation Framework. Dieser nach Packaging Machine Language (PackML) standardisierte State- und Mode-Manager bildet sozusagen eine Hülle für das Anwenderprogramm und vereint die Movikit-Module. Das bedeutet, dass alle im Automation Framework enthaltenen Movikit-Softwaremodule mit dem gleichen State arbeiten. Über eine zentrale Zustandsmaschine (State-Machine) laufen alle im Framework befindlichen Movikit-Softwarebausteine synchron – d. h. sie begeben sich gemeinsam in Warteposition oder starten gleichzeitig. Sobald ein neues Softwaremodul integriert wird, ist es Teil dieser Synchronisierung. Dies vereinfacht Anlagenerweiterungen und -veränderungen und spart in der Praxis Zeit und Kosten.
Darüber hinaus ist das Automation Framework kompatibel zum Kommunikationsstandard PackML – und durch den im Bundle enthaltenen OPC UA-Server nach außen geöffnet. Zur Unterstützung einer durchgängigen Kommunikation gibt es innerhalb des PackML-Standards die Datenschnittstelle Packtag. Sie sorgt dafür, dass sowohl eingehende als auch ausgehende Maschineninformationen standardisiert sind. Somit können Maschinen unterschiedlicher Hersteller in einer Linie kommunizieren. Auch externe Visualisierungen der Daten sind so einfach möglich. Das reicht bis zur Verwendung von Visualisierungsbausteinen unterschiedlicher Maschinen einer Anlage. Der Softwarebaustein enthält darüber hinaus eine Visualisierungsvorlage, die es ermöglicht, Abläufe einer Anwendung vor der Inbetriebnahme zu überprüfen und zu optimieren – ganz ohne zusätzlichen Programmieraufwand.
Beispiel Siegelqualität
Die im Starterset enthaltenen Movikit-Module kommen zum Beispiel bei der Versiegelung der einzelnen Produktpäckchen zum Einsatz. Neben der Ausfallsicherheit ist die Siegelqualität ein wichtiges Kriterium. Die richtige Temperatur und der optimale Druck sind entscheidend, auch das verwendete Verpackungsmaterial, das Format und die Maschinengeschwindigkeit. Alles in allem handelt es sich hier um eine komplexe Regelung, um eine solide und sichere Schließung zu erzielen. Mit den im Movikit Automation Framework enthaltenen Softwaremodulen lassen sich derartige Prozesse hochpräzise ausregeln – selbst bei großen Störgrößen. Das Movikit Multimotion Camming steuert beispielsweise das Öffnen und Schließen der Schweißzangen sowie den Druck beim Verschließen der Beutel. Die Module benötigen keine komplizierte Programmierung und lassen sich in kurzer Zeit einfach parametrieren.
SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG, Bruchsal
Mit kontrolliertem Verpackungstransport und Druckmarkenerkennung eignet sich das Starterset auch für anspruchsvolle AbfüllprozessePassgenau: In zwei Versionen
Da sich die Antriebs- und Steuerungsfunktionen von vertikalen Schlauchbeutelmaschinen in ihrer Performance stark unterscheiden können, bietet SEW-Eurodrive zwei unterschiedliche Versionen des Starterset an. Das Grundpaket „Vertical Form Fill and Seal advanced” eignet sich für die Automatisierung von bis zu sechs synchronisierten Servoachsen in einer Maschine. Kommen weitere synchronisierte
Antriebe und komplexe Automatisierungsaufgaben hinzu, empfiehlt sich das Starterset „Vertical Form Fill and Seal progressive”. Beide Pakete lassen sich direkt einsetzen, flexibel anpassen und individuell erweitern.
Autor: Hans joachim Müller
Marktmanager Antriebs-elektronik,
SEW-Eurodrive
