Anforderungen, auch and bestehende Produktionsanlagen ändern sich im Laufe der Zeit. Damit die Anlagen die neuen Aufgaben und Funktionen auch erfüllen können, müssen sie nachgerüstet werden. Eine solche Nachrüstung kann oftmals schnell und kostengünstig durchgeführt werden, wird aber dann aufwändig, wenn seit Inbetriebnahme der Anlage wichtige Komponenten abgekündigt wurden oder weil sich die bereits gewachsene Vielfalt nicht mehr mit der notwendigen Effizienz handhaben lässt. Beide Punkte betreffen – nach mehr als 15 Betriebsjahren – auch die Montage im Werk Großheringen der Viega GmbH & Co. KG. Das international agierende familiengeführte Unternehmen der Sanitär- und Heizungsbranche produziert in Thüringen unter anderem hochwertige Wasser- und Gas-Fittings (Bögen, T-Stücke, etc.) aus Kupfer und Edelstahl für das führende Presssystem Profipress. Die Funktionalität der Montageautomaten dafür wurde in mehreren Stufen ausgebaut. Das ursprüngliche System mit Rundtakttisch, Verpacker und Waage wurde um zusätzliche Stationen, beispielsweise zum Einbringen und Markieren der sogenannten Sicherheits(SC)-Kontur, zum Bedrucken und Laserbeschriften sowie zur O-Ring-Kontrolle erweitert. Am Ende gab es mehrere Steuerungen und acht verschiedene Bediengeräte, vom einfachen Textdisplay bis zu PC-basierten Systemen. \“An eine gemeinsame Datenhaltung und Verwaltung der zwischenzeitlich erheblich gestiegenen Zahl von Produktvarianten war angesichts der unterschiedlichen Datenbestände der einzelnen Teilanlagen nicht mehr zu denken\“, so der Leiter der Elektroabteilung André Günther. Dies war Voraussetzung, aber um die Abläufe beim Einrichten und Instandhalten der komplexen Montageautomaten vereinheitlichen zu können. Ziel war es, Schwachstellen schnell zu erkennen und zu eliminieren, Rüstzeiten zu minimieren und so die Verfügbarkeit und damit letztlich die Produktivität bei bester Qualität steigern zu können. Alles hört auf ein Kommando Mit der Abkündigung des Kamerasystems für die O-Ring-Kontrolle war dann die Zeit für einen Schnitt gekommen. Viega hat sich dazu entschlossen, ein neues Messsystem zu integrieren und konsequent umzubauen. Die mechanisch noch intakten Anlagenteile sollten beibehalten, überholt, elektrisch entkernt und in ein durchgängiges Automatisierungskonzept eingebunden werden. Herzstück und neuer Standard dieses Konzepts ist eine fehlersichere Steuerung Simatic S7-416F-3 PN/DP von Siemens, die über einen Kommunikationsprozessor CP443-1 Advanced an ein zentrales, redundantes WinCC-System außerhalb der Fertigung angebunden ist. Dort werden zentral die \’Montagerezepturen\‘ verwaltet. Diese enthalten alle wichtigen Voreinstellungen sämtlicher Gewerke für jede der rund 100 Produkt(ions)varianten. Ziel ist es, die Rezepturen auf allen sieben identischen Montageanlagen im Werk einsetzen zu können und noch flexibler zu werden. Vor Ort werden nur feine Abweichungen ausgeglichen, nachjustiert und tolerierbare systemische Abweichungen ggf. eingepflegt. Im Gegenzug sollen im Endausbau Produktions- und Qualitätsdaten zurück zur Produktionsleitung übertragen und so ein durchgängiges, transparentes Qualitätsmanagement geschaffen werden. Bedienen und Beobachten drastisch vereinfacht Weiteres Kernziel des ehrgeizigen Projekts der internen Instandhaltung von Viega war es, die Zahl der unterschiedlichen Bediengeräte zu reduzieren. Sämtliche Funktionalitäten wurden konzentriert und ein über alle Anlagenteile eines Montageautomaten hinweg einheitliches, auch für neue Mitarbeiter einfach erlernbares Bedienkonzept mit nur zwei Geräten geschaffen. Hauptbediengerät ist ein stationäres Simatic Multi-Panel MP377 Touch, womit Rezepturen angefordert und in die Steuerung geladen werden. Anschließend müssen vom Einrichter sämtliche Anlagenteile möglichst schnell so eingestellt werden, dass ein reibungsloser Automatikbetrieb gewährleistet ist. Prädestiniert für diese Aufgaben war im Fall Viega das Simatic Mobile-Panel MP277F IWLAN in der neuen RFID-Variante. Diese erfüllt bei voller Bewegungsfreiheit und maximalem Handhabungskomfort alle sicherheitsrelevanten Vorschriften für das Einrichten mit geöffneter Schutztür (SIL3 nach EN IEC61508, Performance Level e und Kat.4 nach EN ISO13849-1). Wichtig war den Verantwortlichen eine möglichst einfache Handhabung, insbesondere beim An- und Abmelden des Geräts vor und nach einem sicherheitsrelevanten Eingriff im Arbeitsraum, um von Anfang an hohe Akzeptanz bei den Anwendern zu erreichen. Das ist wie folgt gelungen: Die Kommunikation zwischen Steuerung und Mobile-Panel ist drahtlos und fehlersicher. Schnittstelle ist ein IWLAN-Access Point (Zugangspunkt) Scalance W788-1PRO, der das Drahtlosnetzwerk für eine (fehler)sichere Funkverbindung zum Mobile-Panel aufbaut und bereitstellt. An diesem Zugangspunkt meldet der Bediener das Mobile-Panel beim Einschalten an, danach kann er von außerhalb des Schutzzauns wie am Hauptbediengerät in den Prozess eingreifen. Dazu wurde für das stationäre und das mobile eine fast identische Bedienoberfläche unter WinCC flexible erstellt. So sind die Abläufe an beiden Geräten gleich und auch im Look and Feel über die verschiedenen Anlagenteile hinweg vereinheitlicht. \“Hat man das neue Prinzip einmal verinnerlicht\“, so Einrichter Silvio Kunzke, \“ist das Bedienen und Beobachten wesentlich komfortabler als zuvor. Vor allem kann man von jeder Stelle aus überall eingreifen und man gelangt über eine flache Menüstruktur schnell zum richtigen Anlagenteil.\“ Sicher bei geöffneter Schutztür Hauptgrund für die Nutzung eines fehlersicheren Mobile-Panels aber war es, damit auch innerhalb des Schutzzaunes agieren und Einstellarbeiten bei direkter Einsicht in das Geschehen ausführen zu können. Angesichts der ineinander greifenden Anlagenteile und der hohen Funktionalität auf engem Raum hat Viega von Anfang an ein drahtloses Gerät favorisiert. Mit dem Mobile-Panel 277F IWLAN RFID wurde schließlich eine für das schwierige Einsatzfeld geeignete und im Alltag praktikable Lösung gefunden. Die neue Variante nutzt zur Anmeldung (und Standortbestimmung) die in zahllosen Anwendungen in Industrie und Logistik bewährte RFID-Technologie. An den Schutztüren sind kostengünstige mobile Datenträger Moby D MDS D100 (RFID-Tags) im Scheckkartenformat angebracht. Darüber meldet sich der Anwender berührungslos im System an, indem er das Mobile-Panel im Abstand von bis zu fünf Zentimetern an das RFID-Tag hält und die entsprechende Abfrage bestätigt. Zum sicheren Anfordern und Quittieren des Öffnens bzw. Schließens der jeweiligen Schutztür an der überlagerten Steuerung hat Viega erstmals das Simatic HMI Key-Panel KP8F PN eingesetzt. Das kompakte, profinetfähige Tastenbedienfeld mit acht farbig beleuchtbaren Tasten lässt sich über seinen integrierten Ethernet-Switch einfach in Linien- und Ringstrukturen integrieren, dank Schutzart IP65 auch ohne weitere Schutzmaßnahmen direkt im Feld. Über die zwei fehlersicheren Eingänge können zusätzliche potentialfreie Komponenten wie z.B. ein Not-Halt-Schalter direkt an das KP8F angebunden werden. Dies spart Zeit und Kosten für Ausschneiden, Verdrahten, Beschriften usw. Nach Öffnen der Schutztür und Anmelden via RFID-Tag können sämtliche Bedienaktionen und Einrichtarbeiten nur noch mit gedrückter Zustimmtaste am Mobile-Panel und damit sicher ausgeführt werden. Alle anderen Schutztüren sind dann verriegelt. Lässt der Bediener die Zustimmtaste los, werden die relevanten Anlagenteile automatisch in einen sicheren Zustand gebracht und beispielsweise die Druckluftzufuhr abgeschaltet. Um den Arbeitsfluss nicht zu beeinträchtigen wurde ein automatisches Abmelden des Mobile-Panels realisiert. Diese Rundown-Funktion schaltet nach dem Verlassen des Arbeitsraums und Quittieren der Schutztür (am KP8F) automatisch zurück in den Automatikbetrieb, ohne diesen erst wieder am Hauptbediengerät initiieren zu müssen. In der Praxis bewährt und bestätigt
Thematik: Allgemein
Ausgabe: SPS-MAGAZIN 9 2012
Siemens AG
