Sicherheit

Clever falten

Der Tablomat LE von Wächter faltet und klebt eine Vielzahl unterschiedlicher Trays oder Umverpackungen aus Karton. Die konfigurierbare sichere Kleinsteuerung PNOZmulti 2 sowie das sichere Schutztürsystem PSENslock von Pilz zeichnen für ein flexibles Bedienkonzept, schnell realisierbare Formatwechsel und einen störungsfreien Betrieb mit verantwortlich.

13. November 2018
Clever falten
Die vier Schutztüren, die installierten Not-Halt-Taster und die Kommunikation der individuellen Diagnosedaten via Feldbusmodul zur SPS ist Aufgabe der konfigurierbaren sicheren Kleinsteuerung PNOZmulti 2 von Pilz. (© Pilz)

Wie in der gesamten Verpackungsbranche sind auch im Bereich des End-of-Line- Packaging Flexibilität und Effizienz gefragt: Schnelle Wechsel auf neue Formate inklusive schnelle und unkomplizierte Anpassung von Aktoren und Sensoren sind ein Muss, Industrie 4.0 und Losgröße 1 Themen von Belang. In den zurückliegenden Jahren haben Hersteller von Verpackungsanlagen daher zunehmend relaisbasierte Hardware gegen zuverlässigere, flexiblere und weniger anfällige Softwaresysteme getauscht. Damit einher ging die im Kern ebenfalls softwarebasierte Optimierung von Sicherheitslösungen.

Im Zuge der Neukonzeption einer Aufrichtanlage stand bei Wächter Packautomatik die Erneuerung der Steuerungs- und Sicherheitstechnik an. Das Familienunternehmen mit Sitz im westfälischen Bad Wünnenberg-Haaren hat sich der Automatisierung von Verpackungsvorgängen verschrieben. Seit über 43 Jahren plant, konstruiert und baut Wächter mit aktuell rund 200 Mitarbeitern und einer hohen Fertigungstiefe vorwiegend Sondermaschinen im Bereich der Verpackungstechnik. Der Umbau bestehender sowie das Retrofit älterer Maschinen zählen ebenso zum Leistungsspektrum. Damit hat sich Wächter in der Nahrungsmittel-, Getränke-, Fußbodenindustrie wie auch in anderen Branchen einen Namen gemacht.

Akuter Handlungsbedarf

Akuter Handlungsbedarf

Ein Flaggschiff von Wächter ist der Tablomat LE. Die Anlage ist entstanden, weil das Vorgängermodell nicht mehr den gestiegenen Ansprüchen an Leistungsfähigkeit und Effizienz entsprach: »Die bis dahin an den Schutztüren eingesetzten mechanischen Sicherheitsschalter waren anfällig und führten mitunter zu nicht plausiblen Diagnosemeldungen. Darüber hinaus gab es jetzt überzeugende Alternativen zu komplizierter und aufwendiger Verdrahtung. Dies sind nur zwei von mehreren Gründen, die den Anstoß gaben, uns grundsätzliche Gedanken über zukunftsfähige Automatisierungs- und Sicherheitskonzepte zu machen«, sagt Jürgen Schulte, Leiter der Elektrofertigung bei Wächter.

Da bereits langjährige und vertrauensvolle Kontakte zu Pilz bestanden, lag die Einbindung des Automatisierungsexperten aus Ostfildern nahe. Das Unternehmen stellte im ersten Ansatz seine aktuelle Automatisierungs- und Sicherheitstechnik vor. Im Rahmen der anschließenden Beratungsgespräche wurden gemeinsam relevante Ziele definiert.

Neben den Anforderungen an den Anlagenaufbau und die Installation stellte der Anbieter intelligenter Verpackungslösungen hohe Ansprüche an die Anlagenverfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Flexibilität und Diagnose. Diagnosedaten der Sensoren, so die Forderung, müssen der Maschinensteuerung über einen Ethercat- oder Profinet-Gateway in Echtzeit zur Verfügung stehen. Der Anlagenbediener soll zu jedem Zeitpunkt einen vollumfänglichen Überblick über den Maschinenstatus haben. »Gemeinsam mit Pilz entwickelten wir eine Lösung, die sowohl unseren eigenen als auch den Ansprüchen unserer Kunden bestmöglich gerecht werden. Von Vorteil war dabei, dass wir die infrage kommenden Pilz-Produkte vorab ausgiebig testen konnten«, betont Jürgen Schulte.

Leistungsfähige Anlage

Der neue Tablomat LE von Wächter Packautomatik ist ein rund 6 x 3 x 2,5 Meter messender, automatisierter Tray- und Steigenaufrichter zur Herstellung von Umverpackungen für eine Vielzahl von Produkten. Je nach Anforderung erstellt der Automat bis zu 30 ergonomische, formschöne Umverpackungen pro Minute.

Die Verklebung erfolgt mittels Heißleim. Mit schnell austauschbaren Formatkassetten, über eine einfache Spindelverstellung und großformatige Dreh- und Schwenktüren, sind Formatwechsel rasch und flexibel umsetzbar.

Eine zentrale elektronische Parameter- und Rezepturverwaltung mit einer Speicherkapazität von bis zu 25 unterschiedlichen Artikel-Rezepturen gewährleistet kürzeste Umrüstzeiten. Ein intuitiv bedienbares Touchpanel gestaltet die Handhabung, Überwachung sowie die Behebung von Störungen einfach und übersichtlich.

Zunächst wird ein Tray per Vakuum-Sauger vom Magazin in den Einschub gezogen. Ein per Servomotor angetriebener Schieber bewegt den vorgestanzten Karton in Richtung Traystempel. In einer Zwischenstation wird das Rohprodukt vorgefaltet, während des Durchlaufs der Leim für die Endaufrichtung aufgetragen. Schlussendlich drückt der Stempel den Karton durch den Formatschacht und richtet den Tray zur fertigen Umverpackung auf.

Sichere Überwachung

Die von Wächter erstellte Risikobeurteilung ergab einen erforderlichen Performance-Level PLr nach EN ISO 13849-1: d. Die sichere Überwachung der vier Schutztüren, der installierten Not-Halt-Taster und die Kommunikation der individuellen Diagnosedaten via Feldbusmodul zur SPS ist Aufgabe der konfigurierbaren sicheren Kleinsteuerung PNOZmulti 2 von Pilz. Das nur 45 Millimeter schmale Basisgerät PNOZ m B0 stellt 20 sichere Eingänge und 4 sichere Halbleiterausgänge zur Verfügung und ist bei Bedarf modular flexibel erweiterbar. Dabei werden sowohl die Hardwareauswahl als auch die Erstellung der Sicherheitsschaltung mit wenigen Klicks per Drag-and-drop durchgeführt.

Alle Elemente einer Sicherheitsschaltung stehen auf der grafikbasierten, Windows-konformen Bedienoberfläche als Symbole oder in Auswahlmenüs bereit. So können zertifizierte Bausteine etwa für Not-Halt- beziehungsweise Schutztürüberwachung flexibel ausgewählt und durch logische Operatoren mit den Ausgängen verknüpft werden. Umfangreiche Diagnosemöglichkeiten mit individuellen Diagnosetexten reduzieren Stillstandszeiten.

In einem Störungsfall gewährleisten unter anderem Klartextmeldungen mit genauer Ortsbeschreibung, eindeutig definierte Zuständigkeiten und eine integrierte Erstfehleranzeige den schnellen und reibungslosen Wiederanlauf der Produktion.

Als offenes Steuerungssystem ist PNOZmulti 2 darüber hinaus unabhängig von der übergeordneten Betriebs- oder Anlagensteuerung flexibel und branchenweit einsetzbar. Es kommuniziert mit jedem gängigen Feldbus und erfüllt, je nach Applikation, Sicherheitsanforderungen bis zu PL e und SIL CL 3. Die Feldbusmodule lassen sich ohne Programmänderung austauschen und ermöglichen den Anschluss von PNOZmulti 2 an die verschiedenen Kommunikationsnetzwerke.

Die sichere Kleinsteuerung ist weltweit zertifiziert und lässt sich unabhängig von Maschinentyp, Anlagenart oder Branche international für Sicherheits- und Automatisierungsfunktionen einsetzen.

Berührungslose Systeme

Anstelle der bisherigen anfälligen mechanischen Sicherheitsschalter kommen an den vier Schutztüren des Tablomat LE die berührungslosen Schutztürsysteme PSENslock von Pilz zum Einsatz. Diese kombinieren die sichere Schutztürüberwachung mit einem berührungslos wirkenden Haltemagnet in nur einem Gerät. Die Kombination aus sicherer Stellungsüberwachung mit Prozesszuhaltung macht das System universell einsetzbar und soll höchsten Sicherheitsanforderungen genügen. Signale der Not-Halt-Taster wie auch der Schutztürsysteme PSENslock werden durch PNOZmulti 2 ausgewertet, deren Status als Bestandteil der Diagnosefunktion zuverlässig am Bedienpanel angezeigt. »Wir haben beim Tablomat LE gemeinsam mit Pilz alle gesteckten Ziele erreicht: Der Steigenaufrichter überzeugt mit schlanker und übersichtlicher Verdrahtung und ist in kürzester Zeit auf neue Aufgaben umgerüstet. Die Anlage arbeitet störungsfrei, der Bediener hat jederzeit einen umfassenden Überblick über den aktuellen Status der Maschine«, sagt Jürgen Schulte. mk

»Wir haben beim Tablomat LE gemeinsam mit Pilz alle gesteckten Ziele erreicht.«

— Jürgen Schulte, Leiter Fertigung, Wächter

Dirk Schlüter, Pilz GmbH & Co. KG

Auf einen Blick

Die Basisgeräte im konfigurierbaren Steuerungssystem PNOZmulti 2 von Pilz sind multifunktional und maßgeschneidert und kommen in nahezu allen Bereichen des Anlagen- und Maschinenbaus zum Einsatz. Sicherheitsfunktionen lassen sich mit PNOZmulti sicher überwachen, Standard-Steuerungsaufgaben wirtschaftlich lösen. Die berührungslosen Schutztürsysteme PSENslock kombinieren sichere Schutztürüberwachung mit berührungslos wirkendem Haltemagnet in nur einem Gerät. Mit dieser Kombination aus sicherer Stellungsüberwachung mit Prozesszuhaltung sind PSENslock universell einsetzbar, selbst bei höchsten Sicherheitskategorien.

Erschienen in Ausgabe: 08/2018