Seit Jahren setzt multitec Lenze-Technik für die Automatisierung kleinerer und mittlerer Maschinen ein. Nun hat der Hersteller von Sortier- und Verpackungsanlagen für die Lebensmittelindustrie auch die Automatisierungslösung für seine Hochleistungsmaschinen auf Produkte des Hamelner Antriebs- und Automatisierungsanbieters umgestellt. Damit kann der Maschinenbauer seine Automaten mit neuen Funktionen ausstatten und die bisher herrschenden Leistungsgrenzen weiter nach oben verschieben. Die zuvor in komplexen Anwendungen eingesetzte Steuerung war aufgrund nicht ausreichender Rechen-Performance an ihre Grenzen gestoßen. Daneben haben die eingeschränkten Visualisierungsmöglichkeiten der Steuerung das Leben als Sondermaschinenbauer erschwert. Jürgen Bialy, der Gründer und technische Leiter der multitec GmbH & Co. KG, sieht dabei Innovationskraft und Flexibilität sowohl für das Unternehmen selbst als auch für die eingesetzte Technik als oberstes Gebot: \“Wir stellen unsere Maschinen und Anlagen für die Lebensmittelindustrie nach den jeweiligen Bedürfnissen der vor- und nachgelagerten Verarbeitungsschritte zu maßgeschneiderten Linien zusammen. Dabei greifen wir zwar so weit wie möglich auf unseren umfangreichen, über Jahre hinweg entwickelten Modulbaukasten zurück.\“ Gegebenenfalls werden Module aber modifiziert oder von Grund auf neu aufgebaut. \“Diese Weiterentwicklungen und Modifikationen sind zentraler Bestandteil unserer Geschäftsstrategie und dürfen nicht durch die Automatisierungslösung ausgebremst werden\“, fügt er hinzu. Begrenzte Rechenleistung wirkt als Hemmschuh der Maschinen Die begrenzte Rechenleistung des bis dahin in einer zentralen Architektur als übergeordnete Steuerung eingesetzten Geräts, das über Profibus mit den Antrieben kommunizierte, hatte jedoch zunehmend als Hemmschuh in Anwendungen gewirkt, in denen viele Achsen in Kombination mit hoher Positioniergenauigkeit benötigt werden. Genau diese Konstellation tritt aber bei den komplexen Maschinen und Anlagen aus dem Produktportfolio von multitec regelmäßig auf. Dieses umfasst beispielsweise Puffer- und Positionierstationen ebenso wie Inliner-Stationen oder Einlegesysteme. \“Bei unseren Anlagen, die mit einem Vertikalpuffer oder einem Einlegesystem für Käse und Wurstportionen ausgestattet sind, sind bis zu 25 Regler keine Seltenheit\“, erläutert Jürgen Bialy. \“Hier muss die übergeordnete Steuerung die Kommunikation mit den Antrieben inklusive der entsprechenden Protokolle in einer Zykluszeit von 10ms zuverlässig bewältigen, sonst geht die mit den Lenze-Antrieben und der Sensorik erreichte Positionsgenauigkeit im System wieder verloren.\“ Die Wurst- oder Käseportion soll so präzise platziert werden können, dass die Verpackung nur wenige Millimeter größer als die zu verpackende Portion sein muss und diese zudem mittig in der Verpackung zum Liegen kommt. 8.000 Scheiben Käse pro Minute portionieren und verpacken Die auf den ersten Blick simpel scheinende Aufgabe erweist sich bei näherer Betrachtung als komplex. Mehrere Faktoren sind dafür verantwortlich. Moderne Hochleistungs-Slicer können bis zu 8.000 Scheiben pro Minute schneiden und portionieren. Die nachgelagerte multitec-Anlage übernimmt diese Portionen und ordnet sie an – beispielsweise durch Drehen, Ausrichten, Vereinzeln und Verteilen auf mehrere Spuren. Dann können die Portionen der Verpackungsmaschine mundgerecht – also in der Regel mehrere Portionen gleichzeitig in einer bestimmten Anordnung und Ausrichtung – zugeführt werden. Die dafür erforderlichen Längs-, Quer- und Drehbewegungen werden mithilfe motorgetriebener Transportbänder bewältigt. Damit die Verpackungsmaschine ohne Unterbrechung befüllt werden kann, müssen die Portionen häufig zwischengespeichert werden. So wird die Zeit überbrückt, in der am Slicer eine neue Wurst- oder Käsestange eingelegt und daher nicht geschnitten wird. \“Obwohl wir hier aufgrund unserer Handling-Module – etwa unserem Shuttlesystem, das Portionen bei geringem Platzbedarf in Längsrichtung versetzen kann – kompakte Anlagen bauen, kommen schnell viele Meter zusammen, die die Portionen zwischen dem Slicer und der Verpackungsmaschine zurücklegen müssen\“, erklärt der Geschäftsführer und Vertriebsleiter der multitec GmbH & Co. KG, Gerd Stratenwerth. Dabei wirken auf die Portionen hohe Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte (Richtungswechsel, Stop&Go), die sie unkontrolliert verschieben können. Erschwerend kommt hinzu, dass Schwankungen in der Konsistenz bzw. Zusammensetzung der Schneidware sowie die zunehmende Verschmutzung des Bandes durch Warenreste dazu führen, dass sich sogar die Portionen unterschiedlich verhalten, die aus Scheiben der gleichen Warenstange gebildet werden. Deshalb muss die relative Position jeder einzelnen Portion während des Laufes durch die Anlage immer wieder ermittelt und dann möglichst genau gehalten werden. Das gilt auch dann, wenn besonders schnelle Transportbänder eingesetzt werden müssen. Neue Architektur steuert bis zu 30 Servo-Antriebe über CAN-Bus an Im Zentrum der neuen zentralen Steuerungsarchitektur arbeitet ein Industrie-Rechner von Lenze aus der Geräteserie CPC 2000 mit integrierter Soft-SPS und Soft-Motion (L-force Logic & Motion). Über die beiden integrierten CAN-Busschnittstellen des Rechners werden dabei bis zu 30 Servo-Antriebe aus dem ECS-Servosystem-Programm von Lenze angesteuert. \“Die neue Automatisierungslösung bietet neben dem Performance-Vorteil u.a. eine flexible Visualisierung\“, sagt Jürgen Bialy. Verantwortlich dafür ist die von multitec eingesetzte integrierte Visualisierungs-Softwareplattform VisiWinNet Professional. Mit ihr kann der Anwendermaschinennahe HMI-Anwendungen ebenso erstellen wie komplexe Scada-Systeme. Da die Visualisierung nicht mehr für jede Maschine von Grund auf neu erstellt werden muss, konnten die Ingenieure den Aufwand für die Visualisierung einer neuen Anlage mithilfe der Programmierumgebung verringern. Die benötigten Visualisierungskomponenten werden nur noch aus einem \’Superset\‘ ausgewählt, das alle möglichen Komponenten einer Anlage enthält. Diesen Ansatz hatte die alte Steuerung bis dato verhindert. Die Visualisierung auf Basis von VisiWinNet lässt sich dagegen mit wenigen Handgriffen anpassen. Für die Visualisierungsanwendungen sorgt ein vom Industrie-Rechner abgesetztes Monitor-Panel von Lenze mit einem 10,4\“-TFT-Display. Transparenz bis zum Antrieb vereinfacht Bedienung & Wartung
Lenze SE
