Profinet in der Anwendung: Schneller zum Fass – Profinet in der Verpackungsindustrie

Profinet hat mit seinen Features bereits namhafte Automobilhersteller überzeugt. Profinet als Ethernet-basiertes industrietaugliches Feldbussystem mit RJ45-Anschlusstechnik bietet mit 100MBaud Übertragungsrate gegenüber max. 12MBaud bei Profibus schnellere Kommunikation, versteht das TCP/IP-Protokoll aus der Bürowelt und bietet einen zusätzlichen Kanal für Realtime-Kommunikation. Schnelle isochrone Buszyklen sind aber die Voraussetzungen, um in neuen anspruchsvollen Aufgaben der Antriebs- und Regelungstechnik bestehen zu können. Auch sichere Datenübertragung bis SIL3 nach IEC62061 und Performance Level e (PL e) nach ISO13849 sind mit dem Profisafe-Protokoll über Profinet kabelgebunden oder auch über Industrial Wireless LAN gewährleistet. Von der Blechzarge zum Fass Die schwäbische Firma Huber Packaging Group, Geschäftsbereich Beverage, nahm im Frühjahr 2007 in bemerkenswert kurzer Zeit eine neue Fasslinie zur weiteren Kapazitätserhöhung in Betrieb. Es ging um die Herstellung von Fünf-Liter-Party­fässern mit ausziehbarem Zapfhahn. Im Jahr 1998 führte. Huber als erster Hersteller das sogenannte Party-Keg mit integriertem Zapfhahn ein. Inzwischen sind diese \’Partyfässer\‘, die fünf Liter wohlschmeckendes Bier enthalten, weltweit bekannt und beliebt, da mit ihnen \’Jedermann\‘ seine Gäste sehr praktisch mit zapffrischem Bier verwöhnen kann. Im Vordergrund stand bei der Auswahl der Komponenten der Einsatz zuverlässiger, zukunftssicherer und diagnosefähiger Komponenten. Dazu wurde eine neue und leistungsfähige Feldbustechnik in Form von Profinet installiert. Da sich über Profinet-Anschaltungen in der dezentralen Peripherie mehr Baugruppen anbinden lassen als z.B. über Profibus DP, können hier bei entspechendem Ausbau Anschaltungen eingespart werden. Dies gilt speziell auch für die numerischen CNC-Steuerungen Sinumerik von Siemens und für Fremd-Master anderer Anbieter. Bei der neuen Fasslinie handelt es sich um eine Verkettung von einzelnen aufeinanderfolgenden Fertigungsschritten – von der lackierten Blechzarge bis zum versandfertigen Fass sind es nicht weniger als zwölf Stationen, die durchlaufen werden müssen. Dabei sind übersichtliche Automatisierungsstrukturen mit guter Diagnosefähigkeit der Garant für hohe Anlagenverfügbarkeit. Automatisierung mit System Als Hauptsteuerung kommt eine speicherprogrammierbare Steuerung Simatic S7 315-2PN/DP zum Einsatz. Die dezentralen Feldgeräte sind über Switch Scalance X208 an die Steuerung gekoppelt. Bei der dezentralen Peripherie fiel die Wahl für den Schaltschrank auf die ET 200S und für die hohe Schutzart IP67 auf die ET 200pro. Alle genannten Automatisierungsgeräte wurden aus dem Portfolio der Siemens AG gewählt. Die Umrichter, die die Fördertechnik steuern, sind integraler Bestandteil der ET 200S, die über Profinet mit der Hauptsteuerung verbunden sind. Diese Umrichter stehen für Leistungen von 0,75, 2,2 und 4kW zur Verfügung und ermöglichen einen geberlosen Betrieb sowie eine Energierückspeisung ins Netz. Die ET 200pro bietet, wie die ET 200S, eine ganze Palette von technischen Features. Neben der Standardfunktionalität, nämlich der Anbindung digitaler und analoger Ein- und Ausgänge, besticht die ET 200pro durch ihre Vielseitigkeit: Integrierbar sind Motorstarter, Umrichter, Reparaturschalter, RFID sowie Pneumatikventile – das Ganze wahlweise angebunden an die Feldbusse Profibus oder Profinet und auf Wunsch auch noch fehlersicher. Ausschlaggebend war für den technisch Verantwortlichen bei Huber, H. Gajditsch, u.a. die Möglichkeit, pneumatische Ventilinseln direkt in die Dezentrale Peripherie zu integrieren und damit eine Busanschaltung zu sparen. Eine hilfreiche Funktion der ET 200pro, die bei IP67-Peripherie nicht selbstverständlich ist, stellt die Möglichkeit dar, aus dem Modulverbund einzelne Komponenten herauszulösen, ohne die Station bis zu dem Austauschmodul demontieren zu müssen. Hier können Elektronikkomponenten bei stehender Verdrahtung, d.h. ohne Lösen der Sensorik- und Aktorikverbindung vom Anschlussmodul, getauscht werden. Stillstandszeiten werden minimiert und die Produktivität steigt entsprechend. Die bekannten Y-Verteiler zum Vereinzeln von Signalen kann man sich dabei auch sparen. Durch die richtige Kombination von Elektronikmodul und Anschlussmodul bekommt man die gewünschte M12-Belegung zwei oder einen Eingang/Ausgang pro M12-Anschluss. Kostenloser Konfigurator Das Engineering der dezentralen Peripherie unterstützt Ausrüster Siemens durch eine kostenlose grafische Projektierungssoftware, den ET 200-Konfigurator (kostenloser Download unter www.siemens.de. Diese Software hat die Steckplatzregeln der aktuellen ET 200-Geräte im \’Bauch\‘. Wichtige Systemparameter, wie aktuelle Lastströme, Abmessungen oder die Anzahl der gesteckten Module, werden während der Projektierung automatisch überwacht und angezeigt. Ein Export in die Hardware-Konfiguration der bekannten Programmiersoftware Step7 reduziert den Projektierungsaufwand und erspart eine Doppeleingabe von Baugruppendaten. Fazit