Moderne Steuerungstechnik gibt Produktionsmaschinen neuen Schwung
Eiskalter Retrofit
Maschinen müssen oft viele Jahrzehnte verlässlich und ohne Qualitätseinbußen ihren Dienst verrichten. Neben ordentlicher Wartung sind Retrofit-Lösungen, also die Modernisierung oder der Ausbau bestehender Anlagen und Betriebsmittel, essenziell für Wettbewerbs- und Zukunftsstärke.
 Bis zu 30 verschiedene Eis-Toppings und 20 verschiedene Formen müssen bei jedem Produktionswechsel berücksichtigt werden.
Bis zu 30 verschiedene Eis-Toppings und 20 verschiedene Formen müssen bei jedem Produktionswechsel berücksichtigt werden.Bild: Omron Electronics GmbH

Insbesondere in die Jahre gekommene teil- und vollautomatisierte Produktionsanlagen, die mit veralteten Steuerungen arbeiten, profitieren von einem Frischekick. Diese müssen jedoch passgenau an die Anforderungen des auftraggebenden Unternehmens angepasst sein. Die im Schweizer Kanton Luzern in Hitzkirch ansässige Firma Staveb Automation hat sich neben Industrieautomatisierung, Robotik und Steuerungsbau auch auf Retrofit-Lösungen spezialisiert. Als langjähriger Solution Partner setzt Staveb hierbei auf Steuerungstechnik von Omron. Am Beispiel des Schweizer Nahrungsmittelunternehmens Delica und der Waffel-Eisproduktion zeigen sich die Vorteile eines derartigen Retrofit-Projektes.

Fehlende Ersatzteile und veraltete Maschinen behindern Produktivität

Sollen Produktionsanlagen und -linien modernisiert werden, sind Unternehmen zum einen von Effizienzbestrebungen getrieben. Zum anderen sind sie aber auch gezwungen, neue Wege zu beschreiten, da der Support vielleicht ausläuft, Ersatzteile fehlen oder es keine Systemupdates mehr gibt. Das Problem: Die Reparaturanfragen häufen sich, Anlagen sind nicht immer verfügbar, die Produktion stockt. Staveb unterstützt Unternehmen verschiedenster Branchen bereits seit rund drei Jahrzehnten bei der Modernisierung von Anlagen und Abläufen. Seitdem haben sich Technologien stark verändert, Abläufe sind immer automatisierter und Lösungen immer vernetzter. Was sich nicht verändert hat: Waffeleis erfreut sich heute ebenso großer Beliebtheit wie vor 30 Jahren. Fehlt hier bei der Herstellung ein Ersatzteil, kann dies zu schwerwiegenden Produktionsausfällen führen, die Unternehmen wie Delica vermeiden wollen.

 Die in den 1990er-Jahren gebaute Anlage benötigte eine neue Software ebenso wie neue Steuerungen und Antriebe.
Die in den 1990er-Jahren gebaute Anlage benötigte eine neue Software ebenso wie neue Steuerungen und Antriebe.Bild: Omron Electronics GmbH

Mithilfe moderner Steuerungen Fehler schneller finden und beheben

Daher müssen Anlagen stets auf dem aktuellen Stand sein. Moderne Steuerungssysteme sind hierbei das A und O, da sie helfen, Fehler deutlich schneller und einfacher als zuvor zu diagnostizieren. Darüber hinaus steigt durch eine derartige Modernisierung die Produktivität. Dies gelingt beispielsweise durch eine schnellere Datenerfassung und Kommunikation, was ein Plus an Flexibilität bei Produktwechseln gestattet. Eine optimierte Antriebstechnik beschleunigt Abläufe zusätzlich. Die Firma Delica in Meilen entschied sich für eine Modernisierung, da die in den 90er-Jahren gebaute Anlage nicht mehr in der aktuellen Windowsumgebung unterstützt wurde. „Eigentlich lief die Anlage gut, doch neben dem Steuerungsproblem war auch der Verschleiß zu hoch, und die Ersatzteile wurden immer teurer. Wir haben daher auch gleich neue Servoachsen integriert und die anfälligen Getriebe tauschen lassen“, berichtet Urs Weber, Teamleiter Automation/IH Elektro bei Delica.

„Auch bei der Antriebstechnik gab es zunehmend Ausfälle und mechanische Ersatzteile hatten manchmal mehrere Monate Lieferzeit sowie astronomisch hohe Preise, was natürlich nicht gewollt war. Zudem war die Maschinensicherheit nicht mehr auf dem neusten Stand der Technik“, fügt Michael Engler, COO von Staveb Automation, hinzu. Das Retrofit-Angebot von Staveb umfasst neben der Steuerung auch Getriebe, Antriebs-, Servotechnik, Safety und Sensorik sowie, wenn erforderlich, Messsysteme. Im Fokus jedes Projekts stehen Bediener und Wartungsverantworliche, denen die Arbeit erleichtert werden soll. Human-Machine-Interface-Lösungen (HMIs) vereinfachen das Maschinen-Handling zusätzlich. Neben der Eiscremeproduktion hat Staveb auch schon Anlagen zur Abfüllung von Sauerkraut, Pasteurisierungsanlagen von Frischteigwaren, zur Verpackung von Hamburger-Paddies, Gemüse oder Fertigsalaten modernisiert.

Bild: Omron Electronics GmbH

Lösung aus einem Guss und Beratung aus einer Hand

Delica kannte Staveb und Omron bereits, hatte aber zuvor noch Lösungen anderer Anbieter hinsichtlich der Antriebstechnik im Einsatz. Im Rahmen des Modernisierungsprojekts sollte alles zusammenführt werden. „Die Maschinenanwender sollten immer das gleiche GUI vor sich haben“, führt Engler aus. Staveb nutzt Omron-Steuerungen bereits seit 2003 für die verschiedenen Retrofit-Projekte. Die Kunden profitieren hierbei nicht nur von der langjährigen Expertise beider Automatisierungsexperten, sondern auch davon, dass sie eine für sie maßgeschneiderte Lösung aus einem Guss und ohne großen Implementierungsaufwand erhalten. „Wir nehmen Omron, weil sie sehr nah beim Kunden sind – insbesondere die Application Engineers sind sofort zur Stelle, wenn eine Frage auftaucht“, erklärt Engler.

Basis ist Omrons Sysmac-Automationsplattform nebst 1S-Antrieben mit durchgängiger Integration vom Maschinen-Controller NX/NJ bis zur Software. Mit der Sysmac-Softwareplattform lassen sich SPS-Funktionalität, Motion Control, Robotik Control, HMI, Safety und Kamerasystem integrieren und durchgängig vernetzen. „Sysmac ist im Vergleich zu den Lösungen anderer Anbieter offener und erleichtert daher Produktionsanpassungen ungemein“, sagt Reto Stenico, Area Sales Manager Schweiz bei Omron. Die Plattform ermögliche es Anwendern, flexibler auf Veränderungen zu reagieren, Fehleingaben zu kontrollieren und sich schneller auf neue Marktanforderungen einzustellen: „Kunden wird die Einrichtung der Anlage dadurch sehr vereinfacht.“

Eine weitere Herausforderung, die es beim Delica-Projekt zu meistern galt, war, dass es viele verschiedene Produktionswechsel gibt: Neben den unterschiedlichen Geschmacksrichtungen sind es bis zu 30 verschiedene Eis-Toppings und bis zu 20 verschiedene Formen, die bei jedem Produktionswechsel Berücksichtigung finden müssen. Zuvor konnte es bei Umstellungen vorkommen, dass bis zu 30.000 Waffeln nicht in den Verkauf gehen konnten. Durch die modernere Anlage erfolgen Produktionswechsel heute ohne jeglichen Ausschuss. Des Weiteren sind die Verpackungsabläufe heute zwischen 10 bis 20 Prozent schneller.

Retrofit-Projekt mit großer Wirkung

Im Rahmen der Diskussionen um Industrie 4.0 wird oftmals über IoT, künstliche Intelligenz oder Maschinelles Lernen debattiert. Dabei muss es manchmal gar nicht der ganz große Innovationsschub sein, um die Produktion zu rationalisieren und ihr neuen Schwung zu geben. „Der Austausch einer Steuerung und der Antriebstechnik kann hier oftmals schon einen großen Unterschied machen, wenn es etwa um Loggzeiten, Energieeffizienz oder Predictive Maintenance, also vorausschauende Wartung geht“, resümiert Stenico.

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