Das Maschinenbauunternehmen Oskar Frech aus dem schwäbischen Schorndorf ist spezialisiert auf Warm- und Kaltkammer-Druckgießmaschinen sowie Druckgießwerkzeuge. Die wohl wichtigste Produktivitätskennzahl für Gießereien ist die Gesamtanlageneffektivität der Druckgießzelle. Sie berechnet sich im Wesentlichen aus der Verfügbarkeit der Anlage, den Zykluszeiten sowie der erreichten Qualität der Gussteile. Deshalb gilt es zum Beispiel, die Stillstandzeiten der Maschine, sei es für das Umrüsten oder für Wartungen, weitestmöglich zu reduzieren: \“Eine Erhöhung der Verfügbarkeit der Maschine um wenige Prozent, kann für den Gießer rasch eine signifikante Ertragssteigerung bedeuten\“, erklärt Heinrich Kleuren, Bereichsleiter Konstruktion und Entwicklung bei Frech. Auch deshalb stand bei den neuen Kaltkammer-Druckgießmaschinen unter anderem die Servicefähigkeit im Vordergrund. \“Eines unserer erklärten Ziele war es, die Diagnosefähigkeit zu verbessern und den Remote-Zugriff zu vereinfachen\“, zitiert Peter Maurer, Leiter Entwicklung Steuerungs- und Regelungstechnik bei Frech, aus dem Lastenheft.
Durchgängige Diagnose
\“Gießereien wollen den First-Level-Support ihrer Maschinen selbst übernehmen, das spart vor allem Zeit, aber auch Kosten. Dafür stellen wir ihnen die entsprechenden Werkzeuge, beispielsweise durch umfangreiche Service- und Diagnoseapplikationen als Teil unserer Anlagenvisualisierung oder auch Remote-Service-Lösungen sowie Telefon-Support zur Verfügung\“, erklärt Maurer. Ein weiterer wichtiger Schritt war auch die Integration der Sicherheitsfunktionen auf eine gemeinsame Plattform mit der Maschinensteuerung: \“Wir haben uns dazu entschlossen, die bisherige autarke Sicherheitssteuerung abzulösen, auf die wir datenseitig über die Maschinensteuerung keinen Zugriff hatten\“, so Maurer weiter. \“Mit der Integration der Safety-Lösung von Bachmann besteht dann auch im Servicefall die Möglichkeit, die Maschine mit durchgehenden Werkzeugen zu diagnostizieren.\“ Die Konfiguration und Programmierung der Safety-Funktionen ist in das Engineering Tool SolutionCenter integriert und ermöglicht so die nahtlose Verknüpfung von Standard-SPS-Aufgaben mit den Anforderungen der funktionalen Sicherheit.
Integrierte Sicherheitslösung
Vor allem bei den großen Maschinen setzt Frech auf eine verteilte Automatisierung. Anlagenteile lassen sich so unabhängig voneinander vormontieren, die Verkabelung wird einfacher. Auch hierbei sieht Heinrich Kleuren mit der integrierten Safety-Lösung Vorteile: \“Durch die Möglichkeit der Mischung sicherer und nicht sicherer Kanäle und der Verfügbarkeit aller I/O-Kanäle in der Software, vermindert sich der Verdrahtungsaufwand, sodass die Fertigungs- und Produktqualität gesteigert werden kann.\“ Zeit wird nun auch in der Entwicklung gespart, wie Peter Maurer anmerkt: \“Wir kennen die Baugruppen und das Entwicklungswerkzeug bereits bestens, denn die Safety-Module sind vollständig in das M1-System und somit auch in die Entwicklungsumgebung integriert.\“
Durchdringung mit Bus-Systemen
Für die Zukunft sieht man bei Ferch eine weitere Durchdringung der Maschine mit Feldbussen. Auch das sei, so sind Kleuren und Maurer überzeugt, eine logische Konsequenz der Überlegungen im Hinblick auf Industrie 4.0: Die Vernetzung von Maschinen und Anlagenteilen und der damit verbundene Datenaustausch gewinnen zunehmend an Bedeutung. Gewünscht ist eine Transparenz bis auf die letzte Ebene, was voraussetzt, dass innerhalb einer Maschine alle Komponenten bis hin zum kleinsten Ventil digitalisiert sind. \“Einen wichtigen Anspruch, den wir deshalb schon heute an das Steuerungssystem stellen, ist, dass es mit verschiedenen Bussystemen parallel arbeiten kann. Auch dieses Detail schätzen wir an der von uns verwendeten MC205-CPU von Bachmann, die über zwei Ethernet-Ports verfügt\“, ergänzt Kleuren. Ein Port wird klassisch mit TCP/IP-Protokoll zur Einbindung der Maschinen in das Netzwerk, für die Visualisierung und den Fernzugriff genutzt. Am zweiten Port werden über Profinet beispielsweise die Frequenzumrichter sowie Sensoren angeschlossen.
