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Migrations-Vorteile einfach nutzen

Durchgängiges Bedien- und Visualisierungskonzept optimiert das Engineering von Anlagen in der Klinker-Produktion

In einem neuen Produktionswerk für Klinker-Riemchen in Polen wurde erstmals ein einheitliches Bedien- und Visualisierungs-Konzept in die Praxis umgesetzt. Neben Einsparungen beim Konstruktions- und Installationsaufwand konnte auch die technische Planung mithilfe des Engineering Frameworks Totally Integrated Automation Portal reduziert werden. Hiermit lassen sich Programmierung, Parametrierung und Visualisierung auf einer gemeinsamen Plattform durchführen - und das inklusive der Sicherheitstechnik.

[November 2013] Seit 1972 produziert das polnische Unternehmen Zaklady Plytek Ceramicznych Przysucha S.A. in Skrzynsko keramischer Erzeugnisse aus natürlichen Materialien qualitativ hochwertige Endprodukte - in erster Linie für den osteuropäischen Markt. Den Unternehmensverantwortlichen zufolge werden "King Klinker" nach europäischem Standard mit CE-Kennzeichnung gefertigt. "Für eine dringend notwendige Produktionserweiterung haben wir in eine komplett neue Fertigungslinie zur Herstellung von Klinker-Produkten investiert", berichtet Marek Szymkowiak, Leitender Direktor für Unternehmensentwicklung und Investitionen bei der polnischen Firma. Wurden bisher ca. 30 bis 40 Tonnen Klinker pro Tag hergestellt, sind mit der neuen Anlage seit Sommer 2013 weitere 70 Tonnen pro Tag möglich. Die keramischen Klinkerplatten werden dabei im Strangpressverfahren erzeugt. Der gesamte Vorgang läuft in der über 100 m langen Fertigungslinie in unterschiedlichen Phasen ab. Der Prozess beginnt mit der Aufbereitung einer homogenen Masse aus unterschiedlichen Rohmaterialien. Diese wird dann durch Mundstücke eines Extruders gepresst und erreicht so die gewünschte Form. Anschließend durchlaufen diese Roh-Kliniker in entsprechenden Trocknern und Öfen einen Trocknungs- und Brennprozess, um dann am Ende verpackt und versandfertig gemacht zu werden.

Hohe Anlagenverfügbarkeit in der Grobkeramik

"Entscheidend war für uns, dass wir für diese große Investition einen zuverlässigen Partner zur Seite haben, der uns die gesamte Anlage plant, baut und auch beim Service unterstützt", erklärt der polnische Direktor. Aus diesem Grund wurde die KELLER HCW GmbH in Ibbenbüren-Laggenbeck bei Osnabrück mit der Durchführung beauftragt. Nach eigener Darstellung ist dieses Unternehmen nicht nur einer der weltweit führenden, sondern zugleich auch der einzige Anbieter von Komplettanlagen aus einer Hand für die grobkeramische Industrie. Josef Schröter, Leiter des Bereichs Elektrotechnik, Automatisierung und Prozesstechnik bei KELLER HCW, bestätigt: "Die Keramikproduzenten fordern eine extrem hohe Verfügbarkeit ihrer Anlagen, weshalb unser Leistungsumfang weltweit sehr geschätzt wird." Deshalb würdigt der Fachmann auch den Stellenwert ganzheitlicher Lösungen innerhalb der Automatisierung. Aus diesem Grund werden dort viele Lösungen nach dem Vorbild Totally Integrated Automation (TIA) eingesetzt, wie die Firma Siemens sie zu bieten hat.

Sichere Kommunikation

Auch beim Projekt "Przysucha" in einer Region, die historisch bekannt für ihre keramischen Erzeugnisse ist, kamen einige wichtige Innovationen erstmals zum Einsatz. Beispielsweise wurden an den Bedienstellen innerhalb der Produktionslinie nicht mehr die typischen Langhubtasten verbaut, sondern dort kamen die einschaltfertigen Bedienfelder (Key Panels) KP8F von Siemens zum Einsatz. Schröter erwähnt: "Damit haben wir acht Bedientasten zur Verfügung, die über die Softwareprogrammierung frei belegt werden können. Gleichzeitig können wir über einen fehlersicheren Eingang am KP8F, den Not-Aus der Anlage in unser Sicherheitskonzept einbinden. Die Verbindung von Simatic HMI Comfort Panel und der fehlersicheren Steuerung erfolgt über Profinet. Hierzu besitzen die Geräte zwei Profinet-Ports an der Gehäuserückwand mit integriertem Profinet-Switch. Über ein Standard-Profinet-Anschlusskabel werden die einzelnen Profinet-Geräte in Linien-Topologie verbunden. Gleichzeitig wird auch die 24 V DC-Spannungsversorgung angeschlossen und im Key Panel durchgeschleift. Das geht schnell und spart gegenüber konventioneller Verdrahtung, wie sie bei einer Tastenknopf-Lösung notwendig gewesen wäre, erheblich Platz, Zeit und Kosten. "Bei ca. 20 in der Anlage verbauten Key Panels, die zusätzlich noch weit auseinanderliegen, summiert sich das immens", wie Schröter bestätigt. Über das Kommunikationsprofil Profisafe wird die Information beim Drücken des Not-Halt-Tasters an der Bedienstelle fehlersicher zur angeschlossenen fehlersicheren Steuerung Simatic S7, basierend auf Peripheriebaugruppen ET200, weitergeleitet. Separate Not-Aus-Schützkombinationen entfallen komplett. Auch ist die komplette Systemdiagnose bereits in der Hard- und Software einschaltfertig enthalten.

Bedienung und Visualisierung mit Touch-Funktion

Die Key Panels besitzen neben den SIL2/3 Eingängen weitere acht digitale IO-Pins, die frei als Ein- oder Ausgänge umprogrammierbar sind. Das gibt Konstrukteuren u. a. die Möglichkeit, eine Sieben-Segment-Anzeige zur Zahlendarstellung der Ziffern 0 bis 9 mit einzuplanen. In der Klinkeranlage war dies allerdings nicht notwendig. Dort wurden die Tasten mit den gewünschten Funktionen belegt, wobei bezüglich der Tastenbelegung Freiplätze für spätere Anlagenerweiterungen vorgesehen sind. Die eigentliche Anlagenvisualisierung erfolgt über Simatic HMI Comfort Panels mit Touch-Funktion, die sich über Profinet gleichermaßen einfach in die Kommunikationsstruktur der Klinker-Produktionsanlage einbinden lassen. Durch die Widescreen Displays mit brillanter Auflösung und der zeitgemäßen Funktionsvielfalt erweisen sich diese Geräte als ideale Lösung für die detailgetreue Visualisierung der Teilprozesse, Parameter und der Diagnosemeldungen, die über die Steuerung automatisch zur Verfügung gestellt werden.

Durchgängigkeit und Datentransparenz - einfach gelöst

Ergänzend zu den Lösungen für die Anlagenbedienung und -visualisierung setzten die Verantwortlichen bei KELLER HCW hier auch erstmals das Engineering Framework "TIA Portal" von Siemens ein, um die neuen Comfort Panels an die Simatic-Steuerungen anzubinden. Im ersten Schritt sollten die Steuerungen weiter mit Step 7 projektiert werden können. Ziel ist es aber, die SPS-Projektierung kom-plett in das TIA Portal zu migrieren, um künftig noch einiges mehr an Zeit einsparen zu können. Der Unterschied zu früher: Es müssen nicht mehr einzelne Programme für Programmierung, Parametrierung, Visualisierung und Diagnose eingesetzt werden, sondern alles geschieht auf einer gemeinsamen Plattform. "Dadurch entfällt das aufwändige Übertragen von Informationen von einem Programm zum anderen", fasst der Abteilungsleiter zusammen.

Wirtschaftlichkeit erhöht

Die Keller HCW hat einige überaus wichtige Verbesserungsmaßnahmen vollzogen, die in der polnischen Klinker-Produktionslinie und später in vielen anderen Anlagen zum Tragen kommen. Einerseits wird durch Einsatz der Bedien- und Visualisierungslösungen in Verbindung mit dem Totally Integrated Automation (TIA) Portal ein technologischer Vorsprung gewonnen. Andererseits lässt sich dadurch der Aufwand im Engineering spürbar reduzieren, was die eigene Wirtschaftlichkeit weiter erhöht. Ganz nebenbei wird natürlich auch noch kräftig beim Verdrahtungsaufwand gespart sowie eine mögliche Anlagenerweiterung vereinfacht. Durch die integrierte Systemdiagnose sollten sich auch die Stillstands- und Servicezeiten im Bereich der Wartung und Instandhaltung deutlich reduzieren - für Josef Schröter und Marek Szymkowiak wesentliche Argumente, Totally Integrated Automation konsequent und nachhaltig umzusetzen.

Vereinheitlichung führt zu spürbaren Einsparungen

Im Sommer 2013 wurde eine neue Produktionslinie zur Herstellung von Klinkerriemchen im polnischen Werk der Zaklady Plytek Ceramicznych Przysucha S.A. gebaut und in Betrieb genommen. Verantwortlich dafür war die Firma KELLER HCW GmbH in Ibbenbüren-Laggenbeck bei Osnabrück, weltweit bekannter Hersteller kompletter Anlagen für die großkeramische Industrie. Seitens Automatisierungstechnik wurde erfolgreich das ganzheitliche Bedien- und Visualisierungskonzept basierend auf Totally Integrated Automation (TIA) für die über 100 m lange Gesamtanlage im neuen Produktionswerk umgesetzt. Es kamen dort Key Panels KP8F und Comfort Panels von Siemens für die Visualisierung zum Einsatz. Durch diese Vereinheitlichung und die einfache Anbindung über Profinet an die Simatic-Steuerung wurde viel Aufwand gespart. Für den Anwender verbessern sich dadurch die Durchgängigkeit in der Bedienung sowie die Möglichkeit, Anlagenmodifikationen bzw. -erweiterungen durchzuführen. Gleichzeitig konnte der Aufwand für das gesamte Engineering reduziert werden, weil die genannten Geräte und viele weitere Automatisierungs-Komponenten mithilfe des Engineering Frameworks "TIA Portal" von Siemens programmiert, parametriert und visualisiert wurden - inklusive der Sicherheitstechnik.

Elisabeth Vatter

Industry Automation ­ Automation Systems, Siemens AG, Nürnberg
www.vfmz.net/3785950



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