Um eine optimale Auslastung der Produktion gewährleisten zu können, benötigen Kunststoffverarbeiter einen Überblick über Maschinenzustand, Energieverbrauch und Prozessdaten. Bislang waren dafür komplette Prozessleitsysteme nötig. Dabei geht es auch einfacher.
Die Produktion von Kunststoffteilen erfolgt automatisiert in extrem hoher Taktrate. Dabei stellen die verschiedenen Produktionsmethoden – Spritzgießen, Tiefziehen, Vulkanisierpressen oder Blasformen – enorme Anforderungen an Geschwindigkeit, Präzision und Wiederholgenauigkeit. Um den Durchsatz zu optimieren, sind Informationen über Auslastung und Verfügbarkeit der einzelnen Maschinen wichtig. Diese Informationen bilden die Basis, um die Maschinen in der Produktionskette zu koordinieren.
Gleichzeitig müssen die Maschinen eine extrem hohe Verfügbarkeit aufweisen. Die Wartung wird zum Beispiel durch Condition Monitoring verbessert: Eine kontinuierliche Zustandsüberwachung erhöht dabei die Produktqualität sowie die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit bei gleichzeitig gesenkten Instandhaltungskosten. Die Lösung Aprol Conmon unterstützt die Schwingungsmessung und -analyse und erfasst dazu alle hierfür benötigten Messgrößen.
Eine Lösung für das Energiemonitoring bietet B&R mit Aprol Enmon an. Es unterstützt Anwender bei der Umsetzung der ISO 50001 und hilft ihnen, durch Verbesserung der Energieeffizienz finanzielle Einsparungen zu erzielen und so ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Indem die Wechselwirkung zwischen Energie- und Herstellungskosten ermittelt wird, kann der Verbrauch in Kalkulation und Kostenrechnung eingehen oder nach dem Verursacherprinzip direkt verrechnet werden. Alle relevanten Energieverbräuche werden gemessen, aufgezeichnet und ausgewertet. Energieberichte und Diagramme werden für einzelne Maschinen, Teilanlagen, für ganze Anlagen oder das gesamte Unternehmen erstellt. Die Berichte lassen sich beinahe beliebig nach Produktionslosen oder Kostenstellen gliedern.
Der Datenzugriff erfolgt ohne Software-Installation mittels Webbrowser von Arbeitsplatzrechnern an beliebigen Standorten aus. Daher wird das System meist ohne Monitor in einem Schaltschrank verbaut. Die Anzahl der benötigten Enmon-Controller hängt von Anzahl und Art der Messstellen sowie von der Verarbeitungsart der Daten ab. Ein Controller liest in der Regel Energiedaten einiger hundert Messstellen aus und verarbeitet sie. Weitere Controller können bei Bedarf problemlos hinzugefügt werden. Die Daten kommen über gängige Industrieschnittstellen wie Powerlink, Modbus TCP, Profibus oder Ethernet/IP in das Monitoring-System.
Um die Energieverbrauchsdaten exakt zu berechnen, gibt es das sogenannte Flow-Calculation-Modul zur Berechnung des Durchflusses in unterschiedlich geformten Leitungen (Blenden, Düsen etc.) mit sehr hoher Genauigkeit. Außerdem können mit dem Power-Calculation-Modul Wärmeleistung/-energie von Wasser und Dampf berechnet werden.
Das Energie-Monitoring unterstützt alle Energiearten, die in dem System frei definierbar sind und kundenspezifisch benannt werden können. So fließen neben der elektrischen Energie auch Öl, Gas, Dampf oder Fernwärme ein und sogar Medien wie Druckluft oder Wasser.
Ein effektives Mittel zur Kosteneinsparung ist das Lastmanagement, mit dem sich Spitzenlasten beherrschen lassen. Darüber hinaus wendet es ungeplante Abschaltungen ab, die durch plötzlich entstehende Überlasten verursacht werden. Parametrierbare Control-Module in der Software ermöglichen ein manuelles oder automatisches Zu- und Wegschalten von Lasten mit wählbaren Prioritäten und definierbarem Zeitverhalten. Zusätzlich berücksichtigt die Lösung auch tageszeit- oder saisonabhängige Tarife und erfasst frei definierbare Feiertage.
Die Energieeffizienz einzelner Maschinen zu vergleichen, ist der erste Schritt zur Optimierung. Ebenso müssen aber auch ganze Produktionslinien beziehungsweise die komplette Fabrik einbezogen werden. Allerdings sind diese Daten nur schwer zu erfassen. Es bedarf eines Systems zur Prozessdatenerfassung über die gesamte Produktionskette und Infrastruktur hinweg. Dies gelingt mit der Lösung Aprol PDA (Process Data Acquisition).
Uniwell Rohrsysteme verwendet die Lösung als Werkzeug zur Qualitätssicherung. „Schwankungen von Produktionsparametern können Qualitätsbeeinträchtigungen nach sich ziehen, die unter Umständen unerkannt bleiben, bis es zu spät ist“, sagt Lutz Goldhammer, Technischer Leiter des Herstellers medienführender Leitungen für den Automobilbau. Seit die Prozessdaten entlang der gesamten Fertigungslinie lückenlos mit Aprol erfasst werden und der Automatisierung zur Verfügung stehen, reagieren die Einzelmaschinen zeitnah auf Schwankungen. So werden diese ausgeglichen oder andernfalls die Produktion gestoppt.
Um die Daten der Sensoren direkt abfragen zu können, werden I/O-Module, die über Powerlink angeschlossen sind, eingesetzt. Uniwell kann so jeden Produktionsschritt lückenlos nachvollziehen, bedarfsgerecht eingreifen und damit unnötige Kosten vermeiden. ■
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