Steuerung unter Druck

Für die Erstellung von hochwertigem Werbe- oder Verpackungsmaterial wird Papier oder Karton mit metallisch glänzender Folie beschichtet. Deren Herstellung erfolgt mittels sogenannter Folienprägemaschinen. Die Firma SPM Steuer ist Anbieter solcher Maschinen und ist seit mehr als 30 Jahren im Bereich der Druckmaschinen tätig. Wundersame Wandlung SPM Steuer hat für die Herstellung der Folienprägemaschinen einen hochinteressanten Weg eingeschlagen. Als Basis wird eine Buchdruckmaschine verwendet, die sich seit Jahrzehnten bewährt hat. Die Besonderheit besteht dabei in der mechanischen Koordinierung von der rotativen Bewegung des Druckzylinders und der linearen Bewegung des Druckfundamentes. Die beheizten Prägewerkzeuge sind auf einer Montageplatte befestigt und müssen sehr genau justiert werden, da schon die kleinste Verschiebung sich im Druckbild widerspiegelt. Die Vorratsrollen der Prägefolien befinden sich in einer Mulde des Fundaments und können derzeit mit drei Vorzugsachsen unabhängig voneinander durch die Maschine bewegt und auf drei Aufwickelvorrichtungen aufgeteilt werden. Somit wird der Verbrauch der teuren Folie auf das absolute Minimum beschränkt. Verheißungsvolle Vorversuche Bevor sich SPM Steuer für einen Steuerungsanbieter entschieden hat, waren Vorversuche zum Vorschub der extrem dünnen Prägefolie im µm-Bereich erforderlich. Wie Geschäftsführer Marc Steuer betont, war flexibles Denken bei der Realisierung der Antriebstechnik ausschlaggebend für die weitere Zusammenarbeit. Innerhalb sehr kurzer Zeit wurden hervorragende Ergebnisse erzielt. Im weiteren Verlauf des Projektes hat sich die partnerschaftliche Zusammenarbeit bewährt. Auch im Bereich der Visualisierung ergänzten sich die Vorstellungen von Herrn Steuer mit der Erfahrung der Jetter-Applikation zu einer vom Maschinenbediener sehr positiv aufgenommenen Lösung. \’Elektronik ersetzt Mechanik\‘ Von Anfang an wurden für den extrem genauen Folientransport drei Servoachsen benötigt. Im Rahmen der Zusammenarbeit wurde noch eine weitere Achse erforderlich: Wegen der linearen Vor-/Rückwärtsbewegung muss die Folie während des Rücklaufs des Fundamentes zwischengespeichert werden. Dies geschah bisher durch einen mechanisch mit dem Hauptantrieb gekoppelten Folienspeicher. Die räumliche Anordnung des Folienspeichers war dadurch sehr eingeschränkt. Das Entkoppeln mittels eines Servoantriebs ermöglichte eine räumlich freizügige Anordnung des Folienspeichers; die Maschine kann jetzt von beiden Seiten bedient werden. Dafür musste zunächst das genaue Bewegungsprofil zwischen Druckzylinder und Fundament aufgenommen werden. Mithilfe der Oszilloskopfunktion der JetSym-Programmieroberfläche und durch die anschließende Umsetzung in die Tabellenfunktion des JetMove 206 gelang auch diese anspruchsvolle Aufgabe. Das Ganze wurde in nur zwei Wochen umgesetzt. Vielseitige Steuerungstechnik Das Herz des Steuerungssystems ist die Steuerung JetControl 246. Diese wird erweitert um ein Zählermodul für Absolutwertgeber, drei Module für digitale Ein- und Ausgänge und drei Analogmodule. Die hochgenaue Antriebstechnik wird mit drei Servoverstärkern JetMove 203 und einem JetMove 206 realisiert. Diese sind über den Systembus physikalisch an die Steuerung angebunden: Logisch sind die vier Servoachsen vollständig in die Steuerung integriert – eine typische Eigenschaft der JetWeb-Technologie von Jetter. Der Anwender programmiert alle Funktionen von digitalen Ein- und Ausgängen, über regelungstechnische und Antriebsfunktionen mit einer einzigen Programmiersprache. Er hat den vollen Echtzeitzugriff auf alle Parameter der gesamten Anlage sowohl bei der Programmierung als auch bei der Inbetriebnahme. Regelungstechnik included Neben der anspruchsvollen Antriebstechnik stellt diese Anwendung auch Anforderungen an die Regelungstechnik. Die Temperatur der Prägewerkzeuge kann mit drei Temperatur-Regelkreisen eingestellt werden. Eine kurz- und langfristige Temperaturabsenkung sowie die zeitlich definierte Wiederaufnahme der Arbeitstemperatur sparen Energie. Darüber hinaus können die Zeiten individuell für jeden Wochentag definiert werden. Zum Einsatz kommen dafür die Module JX3-THI2-RTD für Pt100-Temperatureingänge und das Modul JX3-DIO16 mit einer PWM-Funktion. Diese vereinfacht die zeitsynchrone Ansteuerung von Halbleiterrelais und erhöht damit die Genauigkeit der Temperaturregelung. Das Modul für Pt100-Eingänge bedient einen Temperaturbereich von -50 bis +850°C bei einer Auflösung von 0,01°C. Das Temperaturmodul verfügt über vielfältige Zusatzfunktionen wie z.B. Anwenderskalierung, Tabellenmodus und eine Reihe komfortabler Diagnosemöglichkeiten. Komfortable Bedienung Die Masken sind in dem grafischen Bediengerät JetView 310 von Jetter beheimatet. Es verfügt über einen 10,4\“ großen Bildschirm und übersichtlich angeordnete Funktionstasten, die als Soft-Keys eingesetzt werden können. Die Visualisierungsmasken wurden mit dem Scada-Tool JetViewSoft von Jetter erstellt. Eine Störungsmeldung mit sowohl grafischer Darstellung des Störungsortes als auch in Klartext erlaubt eine schnelle Lokalisierung des Fehlers und reduziert damit Maschinenstillstände. IT-Integration mit Ethernet Eine Betriebsdatenerfassung der Produktions- und Stillstandszeiten ist möglich und wird auch in das zukünftige Konzept der Maschine Einzug halten. Für den weltweiten Einsatz ist eine Fernwartung über Telefon oder Internet gegeben. Da Jetter-Steuerungssysteme über eine standardmäßige Ethernet-Schnittstelle mit IT-konformen Protokollen verfügt, kann der Endkunde die Anlage problemlos in seine Unternehmens-IT einbinden. JetViewSoft bietet entsprechende Möglichkeiten für eine direkte Anbindung an Datenbanken. Mehr als ein Steuerungssystem Bei der Automatisierung der Folienprägemaschinen von SPM Steuer geht es um mehr als nur um eine Steuerungsanwendung, wie man sie schon x-mal gesehen hat. Das Besondere an SPM Steuer ist, dass sie höchst erfolgreich gebrauchte Buchdruckmaschinen zu Folienprägemaschinen umwandelt. Die Steuerungstechnik von Jetter bietet ein hohes Maß der Antriebsintegration in eine der leistungsfähigsten Programmiersprachen – JetSym STX. All die erwähnten Features, verbunden mit der hervorragenden Zusammenarbeit zwischen Steuerungslieferant und Maschinenbauer, machen dieses Projekt zu etwas ganz Besonderem. SPS/IPC/Drives: Halle 7, Stand 106