Wäge- und Dosiersystem für Verpackungsanlage

Burgener mit Sitz in Visp im Schweizer Kanton Wallis ist ein Spezialist für Abfüll- und Verschließtechnik. Internationale Anwender aus der Lebensmittel-, Chemie- und Pharmaindustrie schätzen die Zuverlässigkeit, Qualität und Anpassungsfähigkeit der Verpackungslösungen des Unternehmens. Es besitzt über 50 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von Verpackungsmaschinen und -linien für Schüttgüter. In enger Zusammenarbeit mit den Auftraggebern entstehen Hightech-Lösungen, die den Bedürfnissen der Anwender und den Anforderungen der jeweiligen Applikation entsprechen.

Dosiergenauigkeit von 10 g

Das über 20-köpfige Team erhielt die Anfrage eines Anwenders nach einer Verpackungslinie, in der dieser sowohl Kleingebinde als auch Big Bags abfüllen kann. Für solche Aufgaben sind aufgrund der weit auseinanderliegenden Dosiergewichte der Verpackungseinheiten normalerweise zwei Linien notwendig. Weitere Anforderungen machten das Projekt noch anspruchsvoller: Das System sollte bei einer Dosiergenauigkeit von 10 g nach der internationalen Organisation für das gesetzliche Messwesen (OIML) eichfähig und bis in ATEX-Zone 2/22 einsetzbar sein.

Die Dosier- und Verpackungsspezialisten aus Visp haben unter diesen Herausforderungen einen modular aufgebauten Abfüllstrang konzipiert. Für die Beratung in wägetechnischen Details nahmen sie Kontakt zu Tarek Larbi, Head of Process Instrumentation and Analytics, ihrem Ansprechpartner bei Siemens, auf. Er ist seit 2015 für Burgener zuständig und begleitete den Anwender ab den ersten Entwürfen: „Neben einer zuverlässigen und exakten Wägeelektronik suchte Burgener nach einer Wägelösung, die mit geringem Engineering-Aufwand verbunden ist“, erinnert sich Larbi. „Siwarex WP251 erfüllte diese und weitere Anforderungen optimal.“

Von 0,01 kg bis 1.500 kg

„Gemeinsam mit Siemens haben wir unser neues Dosier- und Wägesystem entwickelt“, berichtet Jan Kuonen, der Mitglied der Geschäftsleitung beim Anwender ist. Um die große Spannweite der zu wiegenden Massen in nur einem Abfüllstrang realisieren zu können, setzt Burgener auf einen modularen Ansatz. Das Verwiegungsmodul kann einfach mechanisch ausgetauscht werden. Eine Waage deckt nun den Messbereich von 100 g bis 150 kg ab, eine weitere den Bereich von 500 g bis 1.500 kg. Sowohl die selbsttätige geeichte Kleingebinde-Waage wie auch die ebenfalls geeichte nichtselbstständige Big-Bag-Waage sind je mit einer Siwarex-WP251-Wägeelektronik ausgestattet. Beide sind auf ein und demselben Bedienterminal integriert. Die Dosier- und Abfüllprozesse steuern die Wägemodule autark, also unabhängig von der für die Steuerung der kompletten Anlage eingesetzten Simatic S7-1500. Dadurch wird eine hohe Genauigkeit erreicht, da der Wägeprozess unabhängig von der Zentral-Baugruppe (CPU) und ihrer Zykluszeit ist.

Mit der CPU kann der Anwender die Materialparameter verwalten. Ein Funktionsbaustein überträgt diese zusammen mit den gewünschten Sollwerten an die Wägeelektronik und startet die jeweiligen Dosierungsprozesse. Die Inbetriebnahme, Justage und der Betrieb der Wägemodule erfolgt ohne Programmieraufwand entweder über ein Simatic Touch Panel oder per Funktionsbaustein direkt über die S7-1500-Steuerung. Durch die Integration ins Totally-Integrated-Automation-Portal (TIA-Portal) kann der Anwender Bedienoberflächen frei gestalten und dann komfortabel auf das Bedien-Panel laden. „Die Lösung mit Siemens Siwarex bietet uns den großen Vorteil, die Wägetechnik einfach ins HMI zu integrieren und dadurch zugleich die Anlagenkosten zu senken“, erklärt Kuonen und fügt hinzu: „Wobei die Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit der Siemens-Geräte für uns ebenfalls eine wichtige Rolle spielt.“

Flexible Wägeelektronik

Der Einsatz der Wägemodule zahlt sich aus: Burgener sichert sich hohe Flexibilität bei überschaubarem Integrationsaufwand. So ist aus der ursprünglichen Anwenderanfrage ein anpassungsfähiges Anlagenkonzept entstanden. Die Abfüll- und Verpackungslinie bietet der Hersteller mittlerweile als modulare Standardlösung an. Anwender können entweder den gesamten Wiegebereich nutzen oder ihre Anlage mit nur einem Verwiegungsmodul bestellen. Eine Nachrüstung zu einem späteren Zeitpunkt ist jederzeit möglich. Auch um die Schüttgüter vorzubereiten und zu verpacken, bietet der Hersteller unterschiedliche Varianten an.

Neben zuverlässiger und flexibel einsetzbarer Wägeelektronik haben die Schweizer Spezialisten einen Partner gefunden, mit dem sie gemeinsam zukunftssichere Lösungen entwickeln können. Siemens kooperiert mit vielen OEMs und kennt daher die Bedürfnisse in diesem Bereich. Der Konzern begleitet Unternehmen wie Burgener bei sämtlichen Entwicklungsschritten von der Planung bis zur Instandhaltung von Komponenten oder Anlagen. Dabei bietet Siemens neben einem aufeinander abgestimmten Produktportfolio auch internationalen Service und Support. Das ermöglicht kurze Reaktionszeiten und erhöht die Sicherheit der OEMs bei der Abwicklung von Projekten rund um den Globus.

Die einfache Integration von Einzelkomponenten wie der hier vorgestellten Wägetechnik in umfangreiche Automatisierungs-, Antriebs- oder Energieversorgungskonzepte erlaubt darüber hinaus, maßgeschneiderte Gesamtapplikationen einfach umzusetzen. Maschinenbauer wie Burgener profitieren dann – ebenso wie die jeweiligen Anwender – von stimmigen Bedienkonzepten sowie von verringertem Aufwand bei Planung, Engineering und Inbetriebsetzung. In Zukunft wollen die Ingenieure aus Visp ihren Auftraggebern auch weitere Möglichkeiten anbieten, ihre Maschinen zu beobachten, zu analysieren und zu verbessern. Die Erfahrung von Siemens auf dem Gebiet der Digitalisierung wird ihnen dabei sicherlich zugutekommen.