Ausbaufähige Kontaktvermittler

Anschlusstechnik – Modulare Maschinenkonzepte verlangen eine anpassungsfähige Kontakttechnik. Ein schweizerischer Druckmaschinenhersteller verlässt sich dabei auf Produkte aus Deutschland.

10. April 2008

Seit über einem Jahrhundert produziert das Maschinenbauunternehmen Wifag in Bern Druckmaschinen für die Herstellung von Zeitungen. Eine Grundlage für den Erfolg ist das modulare Maschinenkonzept, das jederzeit eine Erweiterung ermöglicht. So können die Kunden auch mit heute gekauften Maschinen von Ideen profitieren, die das Unternehmen erst in Zukunft realisieren wird.

Diese Zukunftssicherheit überzeugte auch die Herausgeber der Neuen Zürcher Zeitung, ihr Druckzentrum in Schlieren mit zwei Wifag-Zeitungsrotationsmaschinen vom Typ Evolution 471 zu erweitern. Eine Besonderheit dieser Maschine sind bilddatenbasierende Verfahren, mit denen sich auch solche Vorgänge automatisieren lassen, die bisher manuell gesteuert werden müssen, etwa die Regelung der Schnittlage und der Farbregister. Dazu erfassen optische Systeme kontinuierlich das fertige Produkt und vergleichen es mit den digitalen Bilddaten der Druckvorstufe, sodass sich bisher schwer beherrschbare Fehlerquellen ausschalten lassen.

So beeinflusst zum Beispiel die Feuchtigkeit des Papiers dessen Dehnung während des Druckprozesses. Bei herkömmlicher Technik kommt es deshalb auch bei korrekten Walzenpositionen zu einem fehlerhaften Druckbild, und der erfahrene Drucker muss manuell in den Druckprozess eingreifen. Die bilddatenbasierende Regelung der neuen Maschine korrigiert solche Abweichungen dagegen automatisch und minimiert damit den Ausschuss. Zudem lassen sich auf diese Weise die Prozessdaten bequem dokumentieren und ein zuverlässiges Qualitätsmanagement etablieren.

Integrierte Flexibilität

Das flexible Konzept der Maschine erlaubt zudem die einfache Integration einer weiteren Innovation, an der die Maschinenbauer aus der Schweiz derzeit arbeiten: der automatisierten Farbdichteregelung. Bisher regelt der Drucker am Leitstand mit seinem Fingerspitzengefühl, dass von jeder Farbe jederzeit die richtige Menge auf die Walzen geführt wird. Auch bei sehr erfahrenen Druckern sind dabei geringe Abweichungen unvermeidlich, besonders wenn mehrere Drucker mit unterschiedlichen Bildvorstellungen die Maschine bedienen. Zwar bemerken auch anspruchsvollste Zeitungsleser diese Nuancen nicht, kritisch wird es jedoch, wenn Anzeigenkunden »ihre« Farben nicht wiederfinden. Eine automatische Farbdichteregelung kann dies vermeiden und erlaubt es darüber hinaus, für das Qualitätsmanagement den Herstellungsprozess jeder Ausgabe lückenlos zu dokumentieren.

Eine weitere fest eingeplante Innovation ist das Verfahren des Computer-to-Press (CTP), also der Einsatz von löschbaren Druckplatten, die in der Maschine verbleiben und dort per Laserbelichter bebildert werden. Eine separate Belichtungsstraße zur Herstellung der Druckplatten kann so komplett entfallen. Die Folge ist eine enorme Zeitersparnis: So benötigt die Plattenherstellung einer umfangreichen Wochenendausgabe beim üblichen Computer-to-Plate-Verfahren mehrere Stunden, mit CTP bei gleichzeitiger Belichtung aller Platten in der Maschine dagegen nur wenige Minuten.

»Automation in der zweiten Ebene« nennen die Schweizer ihr Konzept, denn klassische Automationsstrukturen sind im Zeitungsdruck schon lange zu finden, erläutert der Diplom-Ingenieur Daniel Burri, Gruppenleiter für Steuerungen und Automation bei Wifag: »Wir wollten eine neue, völlig offene Plattform, die maximale Beweglichkeit garantiert.«

Variable Anschlusstechnik

Entscheidend ist dabei auch die größtmögliche Flexibilität der elektrischen Verbindungstechnik, schließlich soll das modulare System den Kunden jede denkbare Option zum Erweitern bieten – selbst für Komponenten, die zum Zeitpunkt des Kaufs noch gar nicht entwickelt sind. Für diese Komponenten verlassen sich die Maschinenbauer aus Bern auf den Mindener Anschluss- und Verbindungstechnikspezialisten Wago, erzählt Burri und begründet: »Das Wago-I/O-System bietet uns die maximale Flexibilität, ohne den Preisrahmen zu sprengen. So müssen wir dem Kunden nur diejenigen Ein- und Ausgänge berechnen, die er wirklich braucht, und haben trotzdem alle Optionen zum Nachrüsten.«

Alle Optionen bleiben offen

Als Beispiel nennt Burri eine Gummituchwaschanlage, ein nützliches, aber nicht zwingend notwendiges Extra für den Nass- Offsetdruck, das bei der Investition in eine Druckmaschine jedoch leicht dem begrenzten Budget zum Opfer fällt, auf lange Sicht allerdings die Wartungskosten deutlich senkt. Nicht zuletzt dank des I/O-Systems von Wago können die Maschinenbauer deshalb eine Basisversion der Druckmaschine anbieten, die sich bei Bedarf jederzeit nachrüsten lässt.

Um die vielfältigen Aufgaben in der digitalen Drucktechnik zukunftssicher lösen zu können, verwenden die Maschinen eine Kombination mehrerer Bussysteme. Zum Einsatz kommt deshalb eine Symac-Steuerung des Kirchheimer Antriebstechnikspezialisten AMK, die mehrere Bussysteme unterstützt: Die extrem zeitkritische Steuerung der Antriebe geschieht über Sercos II, der vorherrschende Antriebsbus für wellenlose Druckmaschinen. Die Kommunikation der Maschinensteuerungen untereinander sowie zum Leitstand und zur Arbeitsvorbereitung läuft dagegen über Profibus. Unter anderem zur Übertragung der umfangreichen digitalen Bilddaten aus der Druckvorstufe besitzt die Steuerung zudem eine Ethernet-Schnittstelle, die zugleich für die bilddatenbasierenden Regelungssysteme genutzt wird.

Aufgebohrter CAN-Bus

Als Besonderheit benutzt die Maschine zudem die CANopen-Variante CAN sync mit einem zusätzlichen Kanal zur Synchronisierung mit der Sercos-Taktung. Das Resultat ist ein zuverlässiger Determinismus zu einem günstigen Preis, erläutert Burri: »Wir könnten natürlich die gesamte Peripherie über Sercos anbinden, müssten dafür aber Lichtwellenleiter nutzen, die für viele Peripheriebereiche unverhältnismäßig teuer sind.« Für kleine Gruppen und kurze Leitungslängen innerhalb einzelner Module, etwa bei Rollenwechslern oder Falzapparaten, ist der CANopen-Bus sehr viel wirtschaftlicher und zudem bei Peripheriegeräten weiter verbreitet als Sercos. Sämtliche Anbindungen erfolgen auch bei diesem »aufgebohrten« CANopen-Bus über das I/OSystem von Wago über gewöhnliche kostengünstige Firewire-Patchkabel.

Konsequenzen hat die modulare Automatisierung auch für die Elektromechanik, schließlich müssen die dezentralen Komponenten ungeschützt im vibrierenden Umfeld der Druckmaschine arbeiten. »Früher kam die Peripherie von Leittechniklieferanten «, erinnert sich Daniel Burri. »Aber das waren nicht immer optimale Lösungen.« Bereits seit 1994 verwenden die Schweizer deshalb Wago-Reihenklemmen mit der robusten Cage-Clamp-Anschlusstechnik, die auch im I/O-System zum Einsatz kommt. Aufgrund der guten Erfahrungen mit dem Kontakttechnikspezialisten aus Westfalen entschieden sich die Wifag-Techniker zudem für die Steckverbinder des Wago-Systems Winsta, berichtet Burri und erläutert: »Mit dem Anschließen eines Steckers können wir kein Geld verdienen. Da ist es günstiger, fertige Teile von Wago zu kaufen.« Martin Witzsch, Wago Kontakttechnik/bt

Erschienen in Ausgabe: 02/2008