Mehrwert für die Automatisierung

Wenn ein namhafter amerikanischer Hersteller von Pflege- und Hygieneprodukten gleich zehn Anlagen bei einem chinesischen Unternehmen ordert, darf man davon ausgehen, dass dieses über fundiertes Know-how verfügt und Produkte in höchster Qualität abliefert. Die Anlagen zur Produktion von Babywindeln bestehen aus aufeinander folgenden Prozessstationen mit mehreren Materialzufuhr- und Abwickeleinheiten. Das Grundmaterial ist Zellstoff, der über sogenannte Fiberizer aufbereitet und verarbeitbar gemacht wird. Über eine Länge von rund 30 Metern sind mehrere Fertigungsschritte erforderlich, bevor am Ende der automatisierten Produktionslinie Windeln in atemberaubender Geschwindigkeit vom Band laufen. Gefaltet werden diese anschließend in Gebinden mit identischer Stückzahl, verpackt und in Kartons versandfertig gemacht.

Das im Jahr 1988 gegründete chinesische Unternehmen Heng Chang Machinery Co. Ltd stellt mit rund 400 Mitarbeitern Maschinen und Anlagen für Einweg-Hygieneprodukte her. Mit zunehmendem Erfolg, denn aufgrund seiner hohen Qualitäts-, Produktivitäts- und Sicherheitsstandards kann sich das in Anging beheimatete Unternehmen inzwischen international behaupten. Dass Produktivität und Sicherheit Hand in Hand gehen, weiß man bei HCH spätestens als man die Zusammenarbeit mit dem Automatisierungsunternehmen Pilz begann, das seit 2006 auch mit einer eigenen Tochtergesellschaft im chinesischen Shanghai vertreten ist.

Kompliziertes einfach gemacht

Wollte man bei HCH zunächst, den Anforderungen des Kunden folgend, eine Sicherheitslösung mit dem programmierbaren Steuerungssystem PSS 3000 in Verbindung mit SafetyBUS p realisieren, ließ man sich vom Automatisierungsexperten Pilz eines Besseren belehren. Das programmierbare Steuerungssystem PSS 3000 wäre zwar nicht falsch, technologisch aber nicht state-of-the-art gewesen. Komplexe, modular aufgebaute und weit verzweigte Anlagen mit mehreren unterschiedlichen Sicherheitsfunktionen verlangen förmlich nach einer klar strukturierten, einfach programmier- und handhabbaren Sicherheitssteuerung. Das Automatisierungssystem PSS 4000 von Pilz, praktisch der Nachfolger von PSS 3000, ist eine Komplettlösung aus Steuerung, Sensorik, Bedienen und Beobachten. Sie zeichnet sich durch die konsequente Verteilung von Steuerungsfunktionen in die Peripherie nach dem mechatronischen Ansatz aus. Selbst schwierige Anforderungen lassen sich mit diesem System flexibel und einfach umsetzen. Sicherheit und Produktivität stehen dabei niemals im Widerspruch.

Daten austauschen in Echtzeit

Bei der hochgradig automatisierten Produktionsanlage für Babywindeln sind eine ganze Reihe sicherheitsrelevanter Signale zu überwachen: Darunter alleine rund 50 Schutztüren und Abdeckungen, bei den Abwicklern stellen die angetriebenen Achsen ein potenzielles Risiko dar. Neben weiteren Schutzeinrichtungen kommen die entlang der Anlage verteilten Not-Halt Taster hinzu. Den eigentlichen Sicherheitsauftrag übernehmen zwei zentrale Steuerungen PSSuniversal PLC im Schaltkasten in Kooperation mit insgesamt 18 Modulen des dezentralen E/A-Systems PSSuniversal in der Peripherie. Mit der Maschinensteuerung ist PSS 4000 via Ethernet/IP protocol verbunden. Im Gegensatz zum programmierbaren Steuerungssystem PSS 3000 nutzt das Automatisierungssystem PSS 4000 für die Kommunikation das Echtzeit-Ethernet SafetyNET p. Dieses basiert auf Standard Ethernet und ist in der Bürokommunikation seit vielen Jahren das Maß der Dinge. Der kommunikative Standard kann jedoch weit mehr und erfüllt sämtliche Anforderungen für den Einsatz im Industriealltag. Darüber hinaus ist das Automatisierungssystem PSS 4000 flexibler und einfacher handhabbar – von der Projektplanung bis zur Betriebsphase.

Zentraler Überblick

Konfiguration und Programmierung gelingen schnell und intuitiv über die Software-Plattform PAS4000. Die Werkzeuge für Projektierung, Programmierung, Inbetriebnahme und Betrieb sind eng aufeinander abgestimmt. Darüber hinaus fallen keine Kosten für die Software-Lizenz, sondern nur für die tatsächlich verwendeten Funktionen an. Mit der Software-Plattform PAS4000 hat der Betreiber jederzeit einen zentralen Überblick über ein verteiltes Anwenderprogramm. In PAS4000 lassen sich alle Steuerungen im Netz konfigurieren, programmieren und diagnostizieren. Ein einfaches, einheitliches Handling des Gesamtprojekts ist möglich, der Aufwand für Engineering, Inbetriebnahme und Wartung reduziert sich deutlich. Prozess- oder Steuerungsdaten, Fail-safe-Daten und Diagnoseinformationen werden über Ethernet zwischen den verschiedenen Automatisierungskomponenten ausgetauscht und synchronisiert.

Plus für die Hygiene

Doch nicht nur die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Hard- und Softwarekomponenten konnte HCH überzeugen. Pilz hat den Kunden von der grundlegenden Konzeption bis zum Probelauf der Anlage mit Rat und Tat unterstützt: Bei der Risikoanalyse, bei der Auswahl der Module sowie bei der Software-Programmierung. Bei der Berechnung der Sicherheitsfunktionen erwies sich der Safety Calculator PAScal als unverzichtbare, leicht verständliche Hilfe. Das Tool berechnet den erreichbaren PL (Performance Level) und SIL (Safety Integrity Level) von Sicherheitsfunktionen in Maschinen und Anlagen abhängig von den verwendeten Komponenten.

„HCH hat uns mehrfach bestätigt, dass wir mit unserem umfassenden Beratungsverständnis, der Applikation des Automatisierungssystems PSS 4000 und den Vorzügen, die sich daraus für die Kunden ergeben, Vertrauen entwickelt und Überzeugungsarbeit geleistet haben“, betont Cloud Yin, Senior Application Engineer bei Pilz Shanghai. Dass sich Dienstleistungen von Pilz als life long support auch über den Auslieferungszeitpunkt der Anlage hinaus erstrecken, weiß man bei HCH zu schätzen.

Die mit neuester Technik ausgestatteten Anlagen zur Herstellung von Windeln können mit mehr Qualität und Produktivität punkten. Das chinesische Unternehmen weiß, dass der Anwender mit der Integration des Automatisierungssystems PSS 4000 zudem noch ein signifikantes Plus an Sicherheit und Komfort erhält. Das zusammengenommen steigert die Konkurrenzfähigkeit, insbesondere mit Blick auf den nordamerikanischen und auch den europäischen Markt. Daher wird Pilz mit seinen Automatisierungslösungen und Dienstleistungen auch in Zukunft geschätzter Kooperationspartner von HCH sein.

Für Sie entscheidend
Mehrwert bei Handling, Diagnose und Performance
Für das Automatisierungssystem PSS 4000 stehen unterschiedliche Hardware-Geräteklassen zur Verfügung. Die Steuerungssysteme sowie die E/A-Systeme sind modular aufgebaut und vielseitig einsetzbar und erweiterbar. Die Vielzahl an E/A-Modulen ermöglicht eine hohe Flexibilität. Mit Netzwerkkomponenten realisieren Anwender verschiedene Automatisierungsarchitekturen und erhöhen damit ihre Netzwerkverfügbarkeit und -ausdehnung. Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000 stehen verschiedene Hardwareklassen zur Verfügung. Von SPS-Steuerungen über E/A-Systeme bis hin zu speziellen Drehgebern. Die Vernetzung und Kommunikation erfolgt mit dem Echtzeit-Ethernet SafetyNET p.
Folgende Hardwareklassen sind verfügbar:

• Steuerungssystem PSSuniversal PLC
• Steuerungssystem PSSuniveral multi 
• System PSSuniversal I/O
• Vielzahl an E/A-Module
• Netzwerkkomponenten PSSnet
• Drehgeber PSENenco

Packende Lösungen
Der Komplettanbieter für die sichere Automation Pilz bietet ein umfassendes und dabei durchgängiges Produktportfolio für die Bereiche Sensorik, Steuerungstechnik, Antriebstechnik und Visualisierung, das auch individuelle sicherheitstechnische Lösungen für die Verpackungsbranche einschließt: von kleineren Stand-alone-Maschinen bis hin zu großen verketteten Anlagen.

Mit dem Automatisierungssystem PSS 4000, mit dem sich sowohl Sicherheits- als auch Automatisierungsaufgaben einfach und wirtschaftlich umsetzen lassen, können Anlagen beziehungsweise Maschinen in mechatronische Einheiten zerlegt werden. Damit passt sich PSS 4000 veränderten Anforderungen beziehungsweise Produktionsabläufen des Verpackungsprozesses flexibel an. Dies führt zu hoher Wiederverwendbarkeit und bietet insbesondere Vorteile für verteilte Anlagen, wie sie häufig in der Verpackungsindustrie zu finden sind. Eine einfache Wartung und Diagnose unterstützt zusätzlich die Verfügbarkeit von Maschinen.

Über den Bereich Steuerung hinaus unterstützt Pilz Verpackungsmaschinenhersteller mit multifunktionalen Lichtschranken PSENopt Advanced, die den sicheren Zugang zu Gefahrbereichen gewährleisten. Je nach Anforderung können entweder Muting, Blanking oder auch Kaskadierung mit ein und derselben Lichtschranke umgesetzt werden. PSENopt lassen sich flexibel und jederzeit an die Applikationsumgebung anpassen, Verpackungsprozesse können damit hoch produktiv gestaltet werden. Die dazugehörige Software PSENopt Configurator erleichtert Inbetriebnahme und Bedienung.

Dienstleistungen auch für die Verpackungsindustrie, die die Risikoanalyse oder CE-Zertifizierung von Verpackungsmaschinen umfassen, ergänzen das Portfolio für die Verpackungsindustrie. Als internationales Unternehmen bietet Pilz zudem weltweit seine Expertise an, etwa beim Export von Maschinen nach Europa. Dies bringt Vorteile im globalen Wettbewerb mit Blick auf die Sicherheit und Zertifizierung von Maschinen gerade für die weltweit aufgestellte und produzierende Verpackungsindustrie.