B&R hat einen exzellenten Ruf als Automatisierungslieferant – insbesondere im Bereich des OEM-Maschinenbau. Der Automatisierungsbaukasten gilt als einer, der die Integration der verschiedenen Disziplinen wie Steuerungstechnik, Antriebstechnik, Kommunikation und Visualisierung am weitesten voran getrieben hat. Weniger bekannt ist, dass das Unternehmen auf der Basis der vor einigen Jahren getätigten Aprol-Akquisition intensiv daran gearbeitet hat auch die Prozessautomatisierungs-Anwendungen als integrativen Bestandteil des Automatisierungsportfolios zu entwickeln. Davon profitiert auch der Maschinenbau. Frank Winter dazu: \“Wir sind sehr froh, dass wir durch Aprol jetzt eine enorme Bandbreite haben. Dadurch gewinnen wir neue Kunden z.B. im Bereich der Prozessleittechnik. Viele dieser Kunden habe aber auch beispielsweise Achsen-Anwendungen. Darin liegt eine unserer Stärken: Auf der Basis unserer universell einsetzbaren Hardware bieten wir Funktionalitäten gleichermaßen aus der Prozesswelt wie aus der diskreten Automatisierung. Das gesamte System ist durchgängig kompatibel.\“ Vorteile für die Anlagenautomatisierung Die Integration von Aprol in die Automatisierungswelt von B&R eröffnet für die Anlagenautomatisierung neue Möglichkeiten, erläutert Frank Winter: \“Die Branchenspezialisierung, über die man üblicherweise redet, erfolgt in der Regel über die Software in Form von Libaries, die darauf abzielen, die Erfordernisse der Branche zu erfüllen. Diese gibt es natürlich auch im Aprol. Die Anforderungen müssen jedoch auch in der Hardware erfüllt werden. Durch die Integration von Aprol in die gesamte B&R-Automatisierungswelt steht für das Prozessleitsystem ein umfangreiches E/A-System zur Verfügung (X20 und X67), um die unterschiedlichsten Anforderungen der Anwendungen abzudecken bezüglich Auflösung, Geschwindigkeit, Kosten, Anzahl der Kanäle pro Modul usw. Zudem steht eine enorme Anzahl von spezialisierten Modulen zur Auswahl. Die Durchgängigkeit vom Aprol über die Panels und die Antriebe bis in unsere E/A-Module ist einer der wesentlichen Vorteile des Systems gegenüber den Wettbewerbern.\“ Eine weitere Stärke im B&R-System sind sicherheitsgerichtete Anwendungen auf Basis von Ethernet Powerlink Safety bzw. Open Safety. Auch hier profitieren viele Anlagen durch die gegenüber herkömmlichen Sicherheitssystemen vereinfachte Verkabelung, Wartung und Diagnose. Schließlich ist auch das Thema Achs-Control eines, das auch in der Prozesswelt nicht unwichtig ist. Wenn Prozessanwender beispielsweise Bedarf an anspruchsvollen Antriebsaufgaben haben, war der Systembruch bisher notwendig. Mit Aprol und Automation-Studio können Anwender alle notwendigen Funktionalitäten aus einer Hand bekommen. Skalierbarkeit in Hardware und Software Eine skalierbare Steuerungspalette gehört heute zum Standard. Im gesamten Automatisierungs-System von B&R ist dies schon vor vielen Jahren realisiert worden. Diese Skalierbarkeit hat man auch im Aprol umgesetzt: \“Wir können Aprol auf die Anforderungen der Anwendung zuschneiden. Die benötigten Funktion können wir beliebig skalieren. Durch die Multitasking-Fähigkeit unseres Automatisierungssystems ist es möglich, Aprol gemeinsam mit einer Automation-Runtime auf einer Unterstation laufen zu lassen. Alle Funktionen, die Aprol nicht abdeckt – wie z.B. drei Achsen hochsynchron bewegen – erledigen wir im Automation Studio.\“ Vorteile bei der Maschinenautomatisierung Umgekehrt gilt natürlich auch, dass klassische Maschinenbau-Anwendungen von den Fähigkeiten eines Prozessleitsystems profitieren. Übergeordnete Steuerungs- und Visualisierungsaufgaben sind die Domäne eines Systems wie Aprol. Ein Maschinenübergreifendes Energiemanagement ist mit Aprol also ebenso zu realisieren wie ein Qualitätsmanagement, erläutert Frank Winter. Gegenüber üblichen Scada-Systemen sei das Prozessleitsystem deutlich leistungsfähiger. Transparenz von Prozess bis SPS Das Besondere ist die Fähigkeit von Aprol, transparent auf die Automatsierungsdaten zuzugreifen. Man muss die Systemwelt von B&R also nicht verlassen, um Zugriff auf die Anwendungsdaten zu erhalten. Das spart Zeit und Aufwand im Engineering. \“Es gibt unzählige Beispiele, wo das Zusammenspiel von Aprol und Automation-Studio Vorteile bringt. In Validierungspflichtigen Produkten muss beispielsweise dafür gesorgt werden, dass die Rezepte nachgewiesenermaßen nicht manipuliert werden können. Das ist keine Frage der Hardware: Ein Basiskern von Aprol läuft auch auf einem Panel, auch wenn wir das unseren Kunden nicht empfehlen, um noch Reserven für die Zukunft zu haben. Man sieht daran aber sehr gut, wie skalierbar das System ist. Wir sind in der Lage, ein Aprol so klein zu konfigurieren, dass es auch für solche Anwendungen passt und unsere Kunden nutzen unser Prozessleitsystem inzwischen für genau diese Anwendungen. Ohne Aprol würden wir die Aufträge für solche hybriden Anwendung zwischen Maschine und Anlage nicht bekommen\“, erklärt Frank Winter und ergänzt noch einmal bezüglich der Skalierbarkeit: \“Das zeigt sehr deutlich, dass Aprol – übrigens auch von der Lizenzstruktur – problemlos auf eine Maschine passt. Gleichzeitig haben wir Aprol-Anwendungen mit über 100.000 Prozessdatenpunkten.\“ Fazit Mit Aprol auf der einen Seite und der gesamten Automatisierungswelt rund um das Automation-Studio auf der anderen Seite deckt B&R einen großen Bereich an Automatisierungsaufgaben ab. Die Skalierbarkeit und die enge Verzahnung mit der B&R-Automatisierungshardware erweitert beide Welten um wichtige Aspekte: In Prozessanwendungen können auf einfache Weise Funktionen ergänzt werden, wie sie im OEM-Maschinenbau selbstverständlich sind, z.B. synchrone Achsen oder Safetyfunktionen. Der Maschinenbau realisiert auf Basis eines integrierten Aprols erweiterte Maschinen-Funktionen, für die bisher Fremdsoftware benötigt wurde, die immer einen Systembruch zur Folge hatte. Mit Aprol können solche \’erweiterten Maschinenfunktionen\‘ aus dem integrierten Automatisierungsportfolios eines einzigen Anbieters realisiert werden. Aprol erweitert also sowohl die Fähigkeiten der Prozess- als auch der Anlagenwelt. Zudem ermöglicht es B&R für viele Branchen einen ganzheitlichen Lösungsansatz zu entwickeln. (kbn) Auf den folgenden Seiten zeigen wir anhand eines Anwendungsberichts, welche Vorteile Aprol in der Anwendung als Qualitätsmanagementsystem bietet. Rundumschutz bei der Qualitätssicherung Aprol hat sich als Prozessleitsystem bereits einen Namen gemacht. Aber auch als reines Qualitätssicherungssystem lässt sich die Software von B&R nutzen, wie das Beispiel der Uniwell Rohrsysteme GmbH & Co. KG belegt. Die Uniwell Rohrsysteme GmbH & Co. KG ist als Hersteller von Kabelschutzsystemen und Zulieferer namhafter Automobilhersteller bekannt. Damit ist das Unternehmen höchsten Qualitätsstandards verpflichtet. Seitdem es die Produktionsprozessdaten mit Hilfe von Aprol automatisch und kontinuierlich aufzeichnet und überwacht, kann das Unternehmen Abweichungen der Prozessparameter sofort erkennen und Fehlerursachen schneller identifizieren und beheben. Uniwell gelang es so, die Prozesssicherheit und Auslastung seiner Produktionsmaschinen dauerhaft zu steigern und den Auschuss zu reduzieren. \“Insbesondere die Besucher, die nach mehr als zwei Jahren wieder einmal zu uns kommen, sind beeindruckt, was sich bei uns in dieser Zeit alles getan hat\“, berichtet Lutz Goldhammer, Technischer Leiter der Rohrsysteme GmbH & Co. KG. \“Viele der Veränderungen stehen dabei in direktem Zusammenhang mit der Einführung von Aprol.\“ Das Unternehmen überwacht mit der Software von B&R die Prozessparameter von elf Extrudern und zeichnet sie auf. Auf den Maschinen werden medienführende Leitungen, wie Benzindruckleitungen, Entlüftungsleitungen für Getriebe und Motoren oder Spritzwasserleitungen für Scheibenwaschanlagen und andere Automobilanwendungen produziert. Schon die Einsatzgebiete zeigen: Hier kommt es besonders auf Haltbarkeit und Zuverlässigkeit, kurz, auf ein gleichbleibend hohes Qualitätsniveau, an. Schwankungen der Produktionsparameter, wie der Temperatur der Schmelze oder der Drehzahl der Extruderschnecken, die zu einer Schwächung der Materialwand führen und später den Ausfall von Fahrzeugsystemen nach sich ziehen könnten, müssen daher möglichst ausnahmslos erkannt werden. \“Wir haben deshalb schon immer Prozessparameter in entsprechenden Protokollen manuell schriftlich erfasst und Stichproben von unserer Qualitätssicherung überprüfen lassen\“, erläutert Peter Sasse, der Leiter des Betriebsservice von Uniwell. \“Allerdings erlaubte es diese Vorgehensweise nicht, dass z.B. Über- oder Unterschreitungen der zulässigen Toleranzen sofort erkannt wurden.\“ Erst die Analyse im Prüflabor deckte das Problem auf. Bis zu diesem Zeitpunkt produzierte Produkte waren gegebenenfalls nicht mehr verkäuflich und mussten dem Recycling zugeführt oder entsorgt werden.\“ Weniger Ausschuss und ein gleichbleibend hohes Qualitätsniveau Seit bei Uniwell vor zwei Jahren das Aprol-basierte Qualitätsüberwachungssystem live geschaltet wurde, können Prozessabweichungen sofort erkannt und schnell Gegenmaßnahmen ergriffen werden: Bei Überschreitung der vorgegebenen Toleranzen wird die Freigabe für die Maschine automatisch entzogen. Von der gesamten Halle aus gut sichtbare Maschinenampeln signalisieren dem Bedienpersonal parallel den aktuellen Freigabestatus der überwachten Maschinen. Gleichzeitig erhält das dem betroffenen Extruder zugeordnete Abschneidesystem, das sonst die in einem Endlosstrang produzierten Produkte auf die gewünschte Länge bringt, eine Störmeldung. Es zerstückelt dann die fehlerhaften Werkstücke und verhindert so Verwechslungen mit Gutteilen. Dieses Vorgehen bedeutet weniger Ausschuss und ein gleichbleibend hohes Qualitätsniveau, da auch nur kurzzeitig auftretende Abweichungen der Fertigungsparameter zuverlässig erkannt werden und die Werker sofort und zielgerichtet reagieren sowie die Wirksamkeit der Maßnahme unmittelbar kontrollieren können. Da die Prozessparameter automatisch erfasst werden, sind die Beschäftigten zudem von zeitaufwändiger und fehleranfälliger manueller Protokolliertätigkeit befreit und können sich voll und ganz den Maschinen und der Produktion widmen. Erhöhte Prozesssicherheit verbessert Verhandlungsposition \“Durch die lückenlose Aufzeichnung der Prozessdaten können wir zudem bei Rückfragen oder Reklamationen auch nach 15 Jahren auf Knopfdruck die zum Herstellungszeitpunkt eingestellten bzw. erfassten Prozessparameter alleine anhand der auf jedem Produkt aufgebrachten Identifikationsnummer aus der aufgezeichneten Historie extrahieren und dem Kunden ggf. vorlegen\“, betont Lutz Goldhammer. \“Zudem erlaubt es uns die erhöhte Prozesssicherheit, schon bei den Vertragsverhandlungen weitergehende Qualitätsgarantien ohne zusätzliches Risiko abzugeben.\“ Auch bei der Akquisition der Prozessparameter verlässt sich Uniwell auf Lösungen aus dem Hause B&R. \“Wir setzen seit 2005 Steuerungstechnik des österreichischen Automatisierungsanbieters in unseren Maschinen und Anlagen ein\“, erläutert Peter Sasse. \“Ausschlaggebend für diese Entscheidung war die Bereitschaft von B&R, auf unsere Wünsche und Nöte einzugehen[..]. Darüber hinaus war Automation Studio schon damals fortschrittlicher als die Engineering-Umgebungen der Konkurrenz. Als es darum ging, ein von uns bis dato eingesetztes Überwachungssystem abzulösen, lag es daher für uns auf der Hand, die Kooperation mit B&R aufgrund der jahrelangen guten Erfahrungen auszubauen, Aprol zu verwenden und als Hardware für die Erfassung und den Transport der Prozessdaten die Automatisierungstechnik des Unternehmens einzusetzen.\“ Nahtloses Zusammenspiel von X20 und Aprol Konkret erfolgt die Akquisition der Daten über die X20 Steuerung an den Extrudern, die über den schnellen Kommunikationsbus Powerlink mit dem redundant ausgeführten Leitrechner vom Typ APC810 verbunden sind, auf dem die Aprol Runtime läuft. Für die Anbindung anderer Steuerungen, wie die eines anderen großen deutschen Anbieters, bietet B&R bereits entsprechende Treiber zur Einbindung in die B&R Welt an. Besonders nahtlos und einfach gestaltet sich die Anbindung, wenn die Maschine schon werkseitig mit einer B&R Steuerung ausgestattet ist. Dies wird bei Neubestellungen von Extrudern berücksichtigt. Als Speichermedium der jährlich etwa 60 Gigabyte anfallenden Prozessparameter und anderen relevanten Produktionsdaten wurde ein separater, ebenfalls redundant ausgeführter Datenserver (Network Attached Storage) im Firmennetz von Uniwell aufgesetzt. Als Bedienstationen fungieren große LCD-Bildschirme in Verbindung mit Industrierechnern aus der Serie APC810, die über Ethernet mit den Leitrechnern verbunden sind. Prozessoptimierung plus zielgerichtete Produktionsplanung
Thematik: Allgemein
B&R Industrie-Elektronik GmbH
