Alle Teile aus einem System

Steuerung - Trotz PET und Plastik sind Glasflaschen Klassiker mit Zukunft. Emhart Glass baut weltweit die meisten Maschinen zur Glasflaschenherstellung und setzt dabei auf Ethernet-basierte Steuerungstechnik.

14. November 2006

Emhart Glass ist Weltmarktführer von Ausrüstungen und Steuerungen für die Behälterglasindustrie. Basierend auf umfassendem Know-how auf den Gebieten der Tropfenformung, Behälterformung und Handhabung, Behälter-Inspektion sowie feuerfeste Teile und Qualitätssicherung, haben sich die Maschinen und Systeme des Unternehmens weltweit als Standardprodukte etabliert.

Produktion der Glasbehälter

Nach dem genauen Dosieren der einzelnen Bestandteile und dem Vermengen gelangen die Rohkomponenten für Glasbehälter über das Förderband in den Ofen. Eine Einlegemaschine speist den Ofen kontinuierlich mit Gemenge. Am Ende des Ofens gelangt der Glasstrom auf die verschiedenen Vor­­wärmkammern für die jewei­lige Produktionsstraße. Dann wird der Glasstrom in der Vorwärmkammer konditioniert, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung sicherzustellen. Kolben im Speiser formen den Glasstrom, der dann mit einer mechanischen Schere in einzelne Tropfen geschnitten wird. Der Tropfenverteiler leitet dann die Tropfen über ein Rinnensystem in die Vorformen.

Die Formung des Külbels, des angeblasenen Rohlings, erfolgt in der Vorform der Glasformmaschine. Der Külbel wird dann auf die Blasseite umgedreht und fertig geformt. In Abhängigkeit von der Art des zu produzierenden Behälters werden unterschied­liche Formtechniken verwendet. Beim Blas/Blas-Verfahren wird mit Luft zuerst die Öffnung geformt und anschließend der Külbel ausgeformt. Der Külbel wird dann um 180° in die Fertigform geschwenkt und mit Luft in seine Endform geblasen. Ein Greifer setzt den fertigen Behälter von der Maschine auf das Abtransportband, das ihn zum Spannungsfreiglühen in den Kühlofen transportiert.

Beim Pressblasverfahren fällt der geschmolzene Glastropfen in die Vorform und ein Metallkolben formt bei seiner Aufwärtsbewegung die Mündung oder Öffnung und den Külbel. Danach wird der Külbel geschwenkt und fertig geblasen, anschließend wird er entnommen und spannungsfrei geglüht. Dieses Verfahren wird zur Herstellung leichter Flaschen verwendet. Beim Enghals-Press-Blasen wird zum Formen der Mündung ein speziell konstruierter Kolben mit kleinem Durchmesser eingesetzt.

Nach dem Austransport auf das Abtransportband gelangen die heißen Glasbehälter in den Kühlofen, wo sie kontrolliert heruntergekühlt werden. Das baut Spannungen im Material ab. Nach dem Kühlofen werden die Glasbehälter durch Inspektionsstationen geleitet, in denen die Maßhaltigkeit und die Qualität von Flaschenkörper und Hals geprüft werden. Anschließend werden sie einer Schlagprüfung unterzogen. Nach den Inspektionsstationen werden die Glasbehälter auf Paletten gesetzt und mit Schrumpffolie geschützt, bevor sie an die Abfüller geliefert werden. Die Überwachung und Analyse aller relevanten Betriebsparameter sind für die Optimierung der Produktion von Bedeutung. Die Auswertung der Daten aus der Qualitätskontrolle sowie das sofortige Einleiten erforderlicher Maßnahmen sind Voraussetzung für eine hohe Ausbeute.

Bei bisherigen Lösungen wurden Timingeinheit zur Steuerung der unterschiedlichen Prozessabläufe und der Ventil­inseln, Servosystem und Abtransport mit drei unterschiedlichen, ganz spezifischen, Systemen realisiert. Diese waren häufig von unterschiedlichsten Herstellern und hatten das Problem großer Inkompatibilitäten, limitierter Kommu­nikationsmöglichkeiten und eingeschränkter Möglichkeiten im Bereich Datenmanagement, Fernzugriff, Alarm-Handling und Diagnose.

Das neue FlexIS-System integriert das Timingsystem, die gesamte Servosteuerung, die Maschinensteuerung den Abtransport und diverse weitere Kleinsteuerungen. Alle hinderlichen Schnittstellen zwischen inkonsistenten Systemen entfallen dadurch. Ethernet-TCP/IP kommt als durchgängige Netzwerktechnologie zum Einsatz. Dies ermöglicht eine Durchgängigkeit vom Kontrollraum, über die Fernwartung

via Internet, der Online-Datenbank, den Visualisierungs- und Bedieneinheiten und durch die gesamte Anlage bis zum Warenhandling.

Entscheidung für JetWeb

Auf der Suche nach einem Motor ist Emhart auf die Jetter AG gestoßen. Dabei hat sich schnell gezeigt, dass die Jetter AG weit mehr als Motoren bietet. Ihre durchgängige Steuerungstechnologie mit integrierter Antriebstechnik und Ethernet ist auf unterschiedlichste Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus ausgerichtet. Das durchgängige System wächst mit den Anforderungen der jeweiligen Anwendungen und ist nicht nur auf einen Einsatzfall hin ausgerichtet. Dies war ein gewichtiges Argument für Emhart, komplett auf Jetter Steuerungssysteme zu wechseln. Technologisch betrachtet sind die integrierte Antriebstechnik und die konsequente Vernetzung mit Ethernet-TCP/IP unter Nutzung der Internet- und IT-Technologien ein wichtiger Grund für die Zusammenarbeit. Emhart kann nun eine Lösung realisieren, wozu bisher verschiedenste Systeme mit unterschiedlicher Software erforderlich waren. JetWeb ermöglicht die Programmierung der gesamten Steuerungs- und Antriebstechnik mit einer Software.

Die Steuerungstechnik

Kern der bei Emhart zum Einsatz kommenden Steuerungstechnologie sind die Steuerung ›JetControl 647‹ und die Servoregler der ›JetMove‹-Serie. Steuerungen, Servoregler, grafische Bediengeräte, Industrie-PCs und Leitrechner sind durchgehend mit Ethernet-TCP/IP vernetzt. Sämtliche Antriebe werden miteinander koordiniert, bei größeren Maschinen können dies bis zu 116 synchronisierte Servoantriebe sein. Für die Synchronisation wird die auf Ethernet-basierte JetSync-Technologie verwendet. Diese basiert auf einem Verfahren zur Uhrensynchronisation, bei der vollständig IT-Kompatible Ethernet-Hardware zum Einsatz kommen kann. Nahezu beliebig viele Antriebe lassen sich mit JetSync synchronisieren, der Jitter liegt dabei unter 10 µs. Eines der Merkmale, die Emhart an JetWeb sehr zu schätzen weiß, ist die Eigenschaft, alle Steuerungsfunktionalitäten durchgängig bei allen Systemen mit einer einzigen Programmiersprache realisieren zu können. Jetter setzt an dieser Stelle auf den Strukturierten Text auf und ergänzt diesen um sinnvolle und notwendige Befehle und Funktionen. Leistungsfähige Befehle für die Antriebstechnik sind ebenso Kennzeichen wie Dateibefehle und Möglichkeiten von IT-Hochsprachen. Derart komplexe Prozesse wie die der Glasflaschenherstellung profitieren enorm von diesen Eigenschaften. Die neueste Generation JetSym STX ermöglicht auch die objektorientierte Programmierung, die eine Möglichkeit, aber kein Muss darstellt. Durch die Nutzung der objektorientierten Programmierung lassen sich noch einmal ganz neue Poten­ziale erschließen, gerade auch bei derart modularen Maschinen, wie es die Flaschenfertigungsmaschinen von Emhart sind. Bei Emhart Glass kann jeder Anlagenteil für sich völlig autark in Betrieb genommen werden.

Martin Buchwitz, Jetter AG

FAKTEN

- Ergebnisse der mit der JetWeb-Steuerungstechnologie ausgerüsteten Anlagen zur Glasflaschenherstellung:

- Hohe Geschwindigkeiten (bis zu 600 Flaschen pro Minute), Verfügbarkeit - 24 Stunden an 365 Tagen

- Vernetzung mit Ethernet-TCP/IP, Synchronisation der Servoantriebe mit Ethernet-basiertem ›JetSync‹.

Erschienen in Ausgabe: 08/2006