im PDF - Rockwell Automation

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Ihre Quelle für Neuigkeiten, Lösungen, Technologie und Fallstudien
Aus gab e 1 – 2012
Senkung der
Gesamtkosten
Integrierte Lösungen – damit
Sie stets die Kontrolle behalten
10
14
16
WEITERE THEMEN
CT Pack verringert
Ausschuss
Xylogas verbessert
seine Effizienz
Cyan Tec verkürzt seine
Produkteinführungszeit
WIRED OR WIRELESS, YOU NEED RELIABLE COMMUNICATIONS.
EtherNet/IP
60+ Industrial Protocols
Modbus TCP/IP
Modbus Plus
CPU
DH-485
CompactLogix
L35E
NS
CS
CHANNEL 0
ISOLATED
100 BASE T
ETHERNET/IP
LNK
HART
PROFIBUS, Industrial Ethernet, DNP 3.0, IEC
DNP 3.0
60870-5, DH-485, DF1, ASCII, HART, BACnet...
CPU
CH 0
CompactLogix
L35E
NS
CS
CHANNEL 0
ISOLATED
100 BASE T
ETHERNET/IP
LNK
CH 0
DF1
CPU
PROFIBUS-DP
EtherNet/IP, Modbus, Modbus TCP/IP,
CompactLogix
L35E
NS
CS
CHANNEL 0
ISOLATED
100 BASE T
ETHERNET/IP
LNK
CH 0
PROFIBUS-DP
CPU
Modbus
CompactLogix
L35E
NS
CS
CHANNEL 0
ISOLATED
100 BASE T
ETHERNET/IP
LNK
CH 0
Industrial Wireless
Module
Status
Antenna
Network
Activity
Link
Network
Status
Activity
Point Bus
Status
System
Power
CPU
Field
Power
CompactLogix
L35E
Link
Activity
/
Status
NS
CS
LNK
100 BASE T
ETHERNET/IP
802.1
1 n Industrial
Hotspot
CHANNEL 0
ISOLATED
R L X I B -I H N
CH 0
ASCII
802.1
1 n Industrial
R L X I B -I C N
Hotspot
MVI71-AFC
CPU
Modbus
CompactLogix
L35E
NS
CS
CHANNEL 0
ISOLATED
100 BASE T
ETHERNET/IP
LNK
CH 0
Industrial 802.11a/b/g/n, Frequency
hopping, Ethernet and/or Serial Wireless...
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Willkommen zu dieser Ausgabe
von Automation Today
Ausgabe 1 – 2012
Automation Today
wird veröffentlicht von
In dieser Ausgabe von „Automation Today“ informieren wir Sie über die Möglichkeiten, die Ihnen
Rockwell Automation zur Optimierung Ihrer Gesamtkosten anbietet.
Rockwell Automation NV
Pegasus Park
De Kleetlaan 12A
B-1831 Diegem
Tel +32 2 663 06 00
Fax +32 2 663 06 40
Gesamtkosten sind für Maschinenbauer und Endkunden gleichermaßen von großem Interesse,
da durch ihre Senkung ein Wettbewerbsvorteil entstehen kann. Hierfür werden Gewinnspannen
durch mehr Funktionalität und Effizienz erhöht und unnötige Kosten vermieden. Diese
Kosten betreffen viele Bereiche wie Kapitalkosten, Entwicklungskosten, laufende Kosten,
Wartungskosten und sogar sicherheitsrelevante Kosten.
Weitere Informationen erhalten Sie
von Ihrem Account Manager oder
senden Sie uns eine E-Mail an
info_at@ra.rockwell.com
© 2011 Rockwell International
Corporation
Alle Rechte vorbehalten. Der Inhalt
dieser Publikation darf weder ganz
noch teilweise ohne die Zustimmung
des Urheberrechtsinhabers
vervielfältigt werden.
Das Besondere an dem von uns angebotenen Konzept: unser integrierter Ansatz ermöglicht
für Sicherheit, Automatisierung, Prozess- und Achssteuerung die Realisierung verschiedenster
Kostensenkungen. Hierzu nutzen wir eine einzige, einheitliche, integrierte und skalierbare
Plattform. Wir sorgen dafür, dass Sie nicht mehr auf mehrere Formate zurückgreifen müssen
und dadurch vieles einfacher wird. So helfen wir Ihnen, das volle Potenzial Ihrer Ressourcen zu
erschließen, während Sie gleichzeitig die Kosten im Prozess senken können.
Diese Ausgabe stellt einen Wendepunkt für „Automation Today“ dar, da es sich um die letzte
gedruckte Ausgabe handelt, die wir veröffentlichen. Von nun an können Sie das Magazin in
einem elektronischen Format erhalten, das Ihnen viel mehr bietet, wie z. B. Links und zusätzliche
Informationen. Wenn Sie von uns noch keine Informationen per E-Mail erhalten, möchte ich Sie
bitten, sich bei unserem elektronischen Newsletter anzumelden (unter www.rockwellautomation.
com/subscribe), damit Sie von uns stets die besten Informationen erhalten.
Wenn Sie Anmerkungen oder Fragen haben, können Sie sich jederzeit an uns wenden.
Hedwig Maes
President – EMEA-Region
Rockwell Automation
ATEMEA-BR112-DE-P
Inhalt
TECHNOLOGIE IM BLICKPUNKT
EtherNet/IP: Für nahtlose
Kommunikation, Steuerung und
Flexibilität auf allen Ebenen 04
EtherNet/IP revolutioniert den industriellen
Automatisierungs- und Steuerungsmarkt
mit dem unveränderten Standardkonzept
für Ethernet-basierte Kommunikation in der
gesamten Installation – von der Geräteebene bis
hin zur Verwaltungsebene.
Einfachere Auswahl von
Automatisierungsprodukten 06
Die kostenlose Software für die Konfiguration
und Produktauswahl unterstützt Sie bei
der Bestimmung und Einrichtung der
richtigen Hardware und Software für Ihr
Steuerungssystem.
ANWENDERBERICHT
MTorres bietet dank Rockwell
Automation exakte Abwicklungsund Spleißfunktionen
08
Das Papierveredelungsunternehmen verwendet
in seiner neuen automatischen AbwicklungsSpleißmaschine für die Zellstoffindustrie
Steuerungs- und Antriebslösungen von
Rockwell Automation
CT Pack verdoppelt seine
Maschinengeschwindigkeit bei
gleichzeitiger Verringerung der
Ausschusszahlen 10
Maschinenbauer in der Lebensmittelindustrie
verwendet Integrated Architecture und eine
innovative Servoinstallation zur Verbesserung
der Maschinenleistung.
TOTAL E&P schafft dank einer
Trusted-Lösung veraltete
Systeme ab
12
Wichtiger Öl- und Gasförderer verbessert
und erweitert seine Aktivitäten dank einer
www.rockwellautomation.com
•
fehlertoleranten Lösung von
Rockwell Automation.
Rockwell Automation und
Erwin Schiefer geben Gas und
entwickeln eine der weltweit
ersten Holzvergasungsanlagen
mit hoher Verfügbarkeit
14
Ein Kunde in der Gasproduktionsindustrie
profitiert von einem stimmigen CompactLogixbasierten Paket, das alle seine Anforderungen
erfüllt ... und gänzlich aus einer Hand stammt.
IAS implementiert
integrierte Steuerungs- und
Visualisierungstechnik von
Rockwell Automation für
Pumpeninfrastruktur
16
Eine der größten Kläranlagen Österreichs
profitiert von der erhöhten Lebensdauer der
Pumpstationen und sinkenden Betriebskosten.
Alle in Automation Today erwähnten Technologien/Produkte
sind Marken ihrer Eigentümer und durch das jeweilige
Urheberrecht geschützt
Automation Today • Ausgabe 1 – 2012
3
EtherNet/IP: Für nahtlose
Kommunikation, Steuerung und
Flexibilität auf allen Ebenen
EtherNet/IP revolutioniert den industriellen Automatisierungs- und Steuerungsmarkt mit
dem unveränderten Standardkonzept für Ethernet-basierte Kommunikation in der gesamten
Installation – von der Geräteebene bis hin zur Verwaltungsebene.
E
s ist der unveränderte Ansatz von
EtherNet/IP, der diese Technologie so
leistungsstark macht. Sie übertrifft andere,
auf Standards basierende Protokolle
hinsichtlich ihrer Flexibilität und einfachen
Implementierung. Im Gegensatz zu anderen,
herstellerspezifischen Ansätzen sind oft
unterschiedliche Netzwerke für verschiedene
Elemente der Automatisierungsinstallation
erforderlich wie z. B. Achssteuerung,
Regelung und Sicherheit.
EtherNet/IP wurde dagegen entwickelt, um
all diese Fähigkeiten in einem einzigen
Netzwerk bereitstellen zu können. Und
wenn die Implementierung im Rahmen
der Rockwell Automation Integrated
Architecture-Installation erfolgt, ist sogar
nur eine Programmierumgebung
erforderlich. Dadurch lassen sich die
4
•
Kosten und der Zeitaufwand für
Anwendungen mit mehreren Netzwerken
und mehreren Plattformen deutlich
verringern.
Wenn Antriebs-, Achs-, Sicherheits- und
E/A-Steuerung auf demselben,
unveränderten Ethernet zur Verfügung steht,
das auch vom Front-Office verwendet wird,
können Organisationen ihre bestehende
IT-Infrastruktur optimieren, indem sie
diese besser und effizienter für ihre
Unternehmensziele einsetzen.
Rockwell Automation unterscheidet vier
primäre Bereiche, in denen Anwender von
einem EtherNet/IP-basierten Konzept
profitieren können...
Automatisierungssteuerung
mit IT-Integration
Durch die Verwendung eines gemeinsamen Netzwerks können die
Automatisierungsinfrastruktur und die
vorhandene IT-Infrastruktur eines Werks
zusammen eingesetzt werden, sodass
sich Daten auf äußerst effiziente Weise
gemeinsam nutzen lassen. Anschließend
können diese Daten zum Definieren und
Erstellen aktueller Metriken verwendet
werden, wie z. B. Gesamtanlageneffektivität
oder Energiemanagement. Außerdem
können Leistungs-Dashboards erstellt
werden, mit denen sofortige Einblicke in
einen Prozess oder die aktuelle Leistung
einer Maschine gewährleistet sind.
Synchronisierte
HochgeschwindigkeitsAchssteuerung
dieselbe Infrastruktur verwendet werden
wie bei Standard-EtherNet/IP, sind die
Kosten für die Ergänzung dieser
Sicherheitsfunktion minimal.
CIP Motion über EtherNet/IP stellt eine
deterministische Echtzeitachssteuerung mit
geschlossenem Regelkreis zur Verfügung.
Und mit der Ergänzung von CIP Sync können
mehrere Achsen koordiniert werden. Durch
die Verwendung von Daten, die mit
Zeitstempeln versehen sind, und des
einfachen Zeitmessmodells bestehen
hinsichtlich der Synchronisierung zwischen
dem Antrieb und der Steuerung keine
Einschränkungen mehr. Echtzeitdatenwerte
werden am Endgerät beim Anwenden der
Daten angepasst. Eine feste Zeitplanung für
den Netzwerkverkehr ist nicht erforderlich.
Rockwell Automation ergänzt seine neuesten
Entwicklungen durch die Einführung von
Hardware der nächsten Generation, die diese
neuen Funktionen optimal nutzen kann.
Hierzu zählen unter anderem der
Allen-Bradley Kinetix 6500-Servoantrieb
und der erweiterte Allen-Bradley PowerFlex
755-Frequenzumrichter. Beide Systeme
bieten integrierte Achssteuerungsfunktionen
auf EtherNet/IP. Dieser Ansatz ist ein Novum
in der Branche, mit dem Maschinenbauer
jetzt Antriebstechnologien in einem
unveränderten Standardnetzwerk
nutzen können.
Integration von
Automatisierungs- und
Sicherheitssteuerung
Sicherheitssteuerung über EtherNet/IP bietet
Anwendern eine noch größere Flexibilität bei
der Einrichtung von Sicherheitsnetzwerken.
So werden die Anforderungen von
Anwendungen erfüllt, die größere Distanzen
abdecken müssen, und der Bedarf an
erweiterten Sicherheitspaketen oder einem
höheren Durchsatz wird gedeckt.
Dank der Integration von Sicherheits- und
Standardsteuerungen können gängige Tools
und Technologien verwendet werden,
während sich gleichzeitig die Kosten für
Entwicklung, Installation, Inbetriebnahme
und Wartung verringern lassen. Auf diese
Weise können Anwender jetzt ihre
Sicherheitsnetzwerke in dieselbe EthernetArchitektur integrieren, die auch von
Standardsteuergeräten und allen anderen
Systemen des Unternehmens genutzt wird.
Da hierbei dieselben Switches und
•
Integration von
Messgeräten
EtherNet/IP bietet nicht nur für andere
Protokolle (z. B. Profibus und Fieldbus)
vergleichbare Leistungsebenen, sondern
ermöglicht zudem eine bessere
Kommunikation ohne zusätzliche Gateways
oder zwischengeschaltete Hardware bzw.
Software. Und eben diese Fähigkeiten
erfordern eine verstärkte Migration in
Prozessunternehmen hin zu einer
EtherNet/IP-gesteuerten Infrastruktur.
dass die Maschinen stets betriebsbereit sind.
Dank EtherNet/IP können Maschinen
die Zustandsdaten zurück an den
Maschinenbauer leiten, der dann eine sichere,
dezentrale Diagnose durchführen kann.
Darüber hinaus stehen Maschinenbauern
und Endbenutzern durch die Nutzung der
IT-Fähigkeiten von EtherNet/IP, wie Sprachund Videotechnologie, die Informationen
zur Verfügung, die sie zum sorgfältigen
Bestimmen des Maschinenzustands
benötigen. Es können wichtige Eingriffe
vorgenommen werden, bevor eine Maschine
ausfällt. Dadurch sparen Maschinenbauer
und ihre Kunden Zeit und Kosten.
Wenn Sie weitere Informationen wünschen,
senden Sie uns eine E-Mail an: info_at@ra.
rockwell.com mit dem Betreff: EtherNet/IP
Überblick
Doch die Vorteile gehen über die
Anschlussmöglichkeiten hinaus – mit
der Verwendung eines einzelnen
EtherNet/IP-Netzwerks entsteht eine
gemeinsame Plattform für die Konfiguration,
Programmierung, Inbetriebnahme, Diagnose
und Wartung. Dies ermöglicht eine bessere
Integration, während Maschinenbauer auf
die vereinfachte Architektur zugreifen
können, die sie zum Optimieren von
Konstruktion und Entwicklung benötigen.
Mithilfe eines gemeinsamen Netzwerks
können sie alle Anforderungen an die
Steuerung und Daten ihrer Maschinen
erfüllen, eine Verbindung zur Infrastruktur
des Endkunden herstellen und sicheren,
dezentralen Zugriff für eine wertschöpfende
Überwachung und Instandhaltung anbieten.
EtherNet/IP ermöglicht leistungsstärkere
Diagnose- und Fehlerbehebungsfunktionen.
Dank der vereinheitlichten Netzwerkarchitektur können Maschinenbauer Kosten
und Komplexität verringern, während die
Integration verbessert wird.
EtherNet/IP ermöglicht Maschinenbauern
auch Zugriff auf andere intelligente
Funktionen. Beispielsweise bieten zahlreiche
EtherNet/IP-Geräte und -Antriebe integrierte
Webseiten, um Hochgeschwindigkeitszugriff
auf wichtige Antriebsdaten zu ermöglichen.
Bediener können Echtzeitleistung, Sicherheit
und Netzwerkdaten ebenso überwachen
wie Alarm- und Fehlerhistorie, verloren
gegangene Pakete und Leistungsspitzen
– und das alles über einen Web-Browser.
Diese Echtzeitdaten sorgen – zusammen mit
dezentralen Zugriffsmöglichkeiten – dafür,
Wenn Antriebs-,
Achs-, Sicherheitsund E/A-Steuerung
auf demselben,
unveränderten
Ethernet zur
Verfügung steht,
das auch vom
Front-Office
verwendet
wird, können
Organisationen
ihre bestehende
IT-Infrastruktur
optimieren, indem
sie diese besser und
effizienter für ihre
Unternehmensziele
einsetzen.
5
Einfachere Auswahl von
Automatisierungsprodukten
Die kostenlose Software für die Konfiguration und Produktauswahl unterstützt Sie bei der
Bestimmung und Einrichtung der richtigen Hardware und Software für Ihr Steuerungssystem.
D
ie Entscheidung, welche
Automatisierungstechnologien
erforderlich sind, ist nicht immer eine
leichte Aufgabe. Um Sie bei dieser
Aufgabe zu unterstützen, bieten wir Ihnen
drei kostenlose Tools zur Produktauswahl
und Systemkonfiguration. Diese sollen
Ihnen und Ihren Kunden bei der Auswahl
und Anwendung von Allen-BradleyProdukten helfen.
Alle drei Tools sind integriert, sodass Sie
diese einzeln oder zusammen nutzen
können. Außerdem optimieren sie auch die
Leistungen des Rockwell AutomationPartnerNetworks, indem sie Technologien
von zahlreichen Rockwell Automation
Encompass Product Partnern umfassen.
Integrated Architecture
Builder?
IAB ist ein grafisches Software-Tool, das
Herstellern die Erstellung einer gültigen
Konfiguration für Logix-basierte
Automatisierungssysteme ermöglicht –
ControlLogix, FlexLogix und Compact-Logix.
Sie hilft Anwendern, schnell eine
Systemkonfiguration für die Visualisierung
und für Angebote zu entwickeln.
Sie können Hardware auswählen und
Stücklisten für Anwendungen generieren,
die Steuerungen, E/A, Netzwerke, PowerFlexAntriebe, maschinennahe Verkabelung und
Verdrahtung, Achssteuerung und andere
Geräte verwenden. Die Konfigurationen
können physikalische Medien für NetLinxedbasierte Netzwerke wie EtherNet/IP,
ControlNet und DeviceNet umfassen.
IAB ermöglicht Anwendern die Auswahl
unterschiedlicher Szenarios wie
verschiedene E/A- oder Netzwerktypen und
das Durchführen von Vergleichen. Eine
Dropdown-Liste mit Produkten von
Encompass Product Partnern und
Zuordnungsregeln stellt sicher, dass nur
Produkte ausgewählt werden können, die
mit dieser Konfiguration kompatibel sind.
Mehr als 30 000 Anwender nutzen bereits
die Vorteile dieses leistungsstarken Tools.
Es stehen zwei Versionen zur Verfügung. Die
Vollversion umfasst alle Dateien, während
6
•
die voll funktionsfähige Lite-Version keine
Produktdokumentation enthält. Die
Produktdokumentation ist bei Bedarf über
den Current Updater erhältlich.
Motion Analyzer
Motion Analyzer gehört zu einer Reihe von
Tools für die Mechatronikkonstruktion, mit
deren Hilfe, Mechanik-, Elektro- und
Automatisierungsingenieure effizient
zusammenarbeiten können, beispielsweise
um digitale Prototypen von Maschinen zu
erstellen und um Maschinen schneller zu
konstruieren, zu entwickeln und zu liefern.
Die Software nutzt hochentwickelte
Optimierungstools zur Maximierung
von Übersetzung, Trägheit und
mechanischen Alternativen für
Partner der EMEA-Region für
Integrated Architecture Builder:
• Advanced Micro Controls, Inc.
www.rockwellautomation.com/go/p-amci
• Hardy Instruments
www.rockwellautomation.com/go/p-hardy
• Helm Instrument Co. Inc.
www.rockwellautomation.com/go/p-helm
• HMS Industrial Networks AB
www.rockwellautomation.com/go/p-hms
• Mettler-Toledo, Inc.
www.rockwellautomation.com/go/
p-mettlertoledo
• Molex
www.rockwellautomation.com/go/p-molex
• Online Development Inc.
www.rockwellautomation.com/go/p-odi
• ProSoft Technology
www.rockwellautomation.com/go/p-prosoft
• Spectrum Controls, Inc.
p-spectrumcontrols
Integrated
Architecture
Builder
Automation System Con gurator
Achssteuerungsanwendungen. Die
Ergebnisse ermöglichen Maschinenbauern
die Analyse, Simulation und Auswahl
verschiedener Achssteuerungssysteme,
zu denen unter anderem der richtige
Motor, Antrieb und das passende Getriebe
zählen. Dies erleichtert das Beurteilen
von Konstruktionsalternativen, damit
Konstrukteure die Motor- und Antriebsgröße
optimieren und die Energienutzung
maximieren können.
Motion Analyzer umfasst darüber hinaus
auch Effizienzanalysen, mit denen sich der
Energieverbrauch und die Ausschusszahlen
reduzieren lassen. Auf diese Weise profitiert
der Hersteller von mehr Nachhaltigkeit,
während er gleichzeitig die Kosten senken
kann. Außerdem unterstützen Simulations-
EMEA-Partner für ProposalWorks:
• Panduit Corp.
www.rockwellautomation.com/go/p-panduit
• ProSoft Technology
www.rockwellautomation.com/go/p-prosoft
• Spectrum Controls Inc.
p-spectrumcontrols
• WITTENSTEIN, Inc.
p-wittenstein
EMEA-Partner für Motion Analyzer:
• Apex Dynamics Inc.
www.rockwellautomation.com/go/p-apex
• WITTENSTEIN, Inc.
www.rockwellautomation.com/go/pwittenstein
ProposalWorks
Create Proposals and Submittals
und digitale Prototyping-Funktionen die
Bestimmung und Verringerung von Risiken,
indem sie das wahrscheinliche Ergebnis
von Konstruktionsänderungen vor der
tatsächlichen Ausführung prognostizieren.
Die Software lässt sich in das Programm
SolidWorks von Dassault Systèmes, einem
der Strategic Alliance Partner von Rockwell
Automation, integrieren (http://bit.
ly/2N2Kfc). SolidWorks ermöglicht
Maschinenbauern die Simulation der
physischen Eigenschaften eines sich
bewegenden Systems, die Berechnung
von Drehmoment und Trägheit sowie
das Generieren digitaler Prototypen.
Anschließend können Drehmomentoder Kraftergebnisse wieder an
Motion Analyzer gesendet werden,
um die effizienteste Größe für den
Motor und den Antrieb zu bestimmen.
ProposalWorks
ProposalWorks zeichnet sich durch seine
hohe Bedienerfreundlichkeit aus. Es handelt
sich um ein Tool zum Erstellen von
Angeboten, über das Anwender schnell auf
Produktinformationen und -preise zugreifen
können, um so ganz komfortabel Stücklisten
zu erstellen und Angebote zu generieren.
Die Software umfasst Produkt- und
Konfigurationstools von Allen-Bradley,
Schablonen für Projektdokumente sowie
ergänzende Encompass Product PartnerProdukte, sodass Kunden eine vollständige
Angebotsanforderung für ein Projekt
erstellen können. Ganz gleich, ob es sich um
ein Produkt von Allen-Bradley oder von
einem Encompass Product Partner handelt,
die Auswahl ist ganz einfach, sodass Ihnen
mehr Zeit für Ihre Kernkompetenzen
bleibt und Sie keine Kataloge
durchsuchen müssen.
ProposalWorks ermöglicht Anwendern die
Verifizierung von Teilenummern, die
Konfiguration von Produkten, das
Überprüfen aktueller Preislisten und das
Exportieren von Informationen in einfach zu
verwaltenden Formaten wie z. B. WordDokumenten. Anwender können online oder
offline mit ProposalWorks arbeiten. Das
Programm wird jeden Monat aktualisiert,
•
sodass die Preise und Teilenummern stets
aktuell sind. Darüber hinaus steht die
Produktdatenbank weltweit zur Verfügung,
um Kunden beim Erstellen der
Dokumentation zu unterstützen und über
die lokalen Preise zu informieren, ganz
gleich, wo auf der Welt sie sich befinden.
senden Sie uns eine E-Mail an info_at@
ra.rockwell.com mit dem Betreff „Tools“
Da nun die Beschaffung von
Automatisierungstechnologie ebenfalls
einfach geworden ist, können Sie die Tools
zur Konfiguration und Produktauswahl
immer dann einsetzen, wenn Sie Ihr System
ändern oder ergänzen müssen. Auf die
Konfigurations- und Auswahltools von
Rockwell Automation können Sie unter
www.ab.com/e-tools im Büro ebenso
zugreifen wie über mobile Geräte.
7
ANWENDERBERICHT
MTorres bietet dank Rockwell
Automation exakte Abwicklungsund Spleißfunktionen
Das Papierveredelungsunternehmen verwendet in seiner neuen automatischen AbwicklungsSpleißmaschine die Steuerungs- und Antriebslösungen von Rockwell Automation.
Hintergrund
„Frisch gewagt ist halb gewonnen“, so besagt
ein Sprichwort, das zweifellos auf die
Anforderungen von Produktveredlern
zugeschnitten ist. Diese müssen nämlich
besondere Aufmerksamkeit auf die ersten
Schritte des Prozesses legen, um Ausschuss zu
minimieren und die Integrität sowie Qualität
des Papiers von Anfang bis Ende zu schützen.
Der Geschäftsbereich Paper Converting
Industry Machinery des spanischen
Unternehmens MTorres unterstützt
Produktveredler bei ihrer Arbeit –
Entwicklung, Fertigung und Installation
von Abwicklern, Spleißmaschinen,
Lösungen
Es wurde eine Lösung von Rockwell Automation
installiert, die folgende Komponenten umfasste:
• Allen-Bradley® Kinetix®-Antriebe
• Programmierbare ControlLogixAutomatisierungssteuerungen von Allen-Bradley
• PanelView-Touchscreen-Terminals von AllenBradley
Rollenständern und Transportsystemen für
Papierrollen, die normalerweise am Anfang
von Produktionsbändern in folgenden
Industrien stehen: Wellpappe,
Bogenschneider, Druck, Laminatoren,
Abfüllung von Flüssigkeiten, Zellstoff,
Gipsplatten und andere.
Das Unternehmen mit Sitz in Torres de Elorz,
Navarra, nahm seine Aktivität im Jahr 1976 auf
und bediente damals hauptsächlich die
Wellpappe-Industrie. Später erweiterte das
Unternehmen seine Geschäftsaktivität auf
andere Bereiche und wurde zu einem
namhaften Hersteller in der
Produktveredelungsindustrie. Der
wirtschaftliche Leiter Pablo de la Fuente meint
dazu: „Wir konzentrieren uns jetzt auf die
Erweiterung unseres Unternehmens auf neue
Gebiete, wie z. B. flexible Verpackung, Zellstoff
und Textilverbundstoffe.“
MTorres verkauft seine Maschinen an
Endkunden, die in den oben genannten
Industrien tätig sind, sowie an
Maschinenbauer, die komplette
Produktveredelungsbänder montieren. „Wir
liefern lediglich die ersten Einheiten eines
Produktveredelungsbands, da wir über ein
äußerst spezifisches Know-how verfügen.
Daher arbeiten wir oft mit anderen
Ergebnisse
• Konstante Bahnspannung
• Exakte Steuerung der Abwicklungs- und
Maschinenbauern zusammen, die nicht als
unsere Wettbewerber betrachtet werden
können“, fügt Fuente hinzu.
Die Zusammenarbeit mit technologisch
führenden Unternehmen hat bei MTorres
Tradition. Daher wandte man sich an
Rockwell Automation, als es um die
Entwicklung des Automatisierungs- und
Steuerungssystems der UTS ging, einer
seiner neuen, automatischen AbwicklungsSpleißmaschinen für die Zellstoffindustrie.
Eine neue, innovative
Produktreihe
MTorres ist stolz darauf, dass das
Unternehmen zahlreiche Maschinen in
über 60 Ländern auf der ganzen Welt
installiert hat und als Spezialist für die
Steuerung der Bahnspannung und für
automatische Spleißabwicklungen gilt.
Diese Besonderheit charakterisiert auch die
neue Reihe automatischer Abwicklungsspleißer, die das Unternehmen vor Kurzem
entwickelt hat.
„Diese Maschinen sind die neueste Innovation
zur Verringerung von Ausschuss und
Verbesserung der Produktion an Bändern in
der Produktveredelung. Sie zeichnen sich
Spleißprozesse
• Vollständig integriertes Steuerungssystem
• Regelung von Losbrechmoment und
Drehzahlregelung für die Anlaufphase und den
Betrieb mit voller Leistung
• Vertrautheit bedeutet weniger
Programmieraufwand
• Effizientere Fehlerbehebung
• Einfachere Test- und Validierungsphase
• Flexiblere Maschinen
• Modularität und Skalierbarkeit der Steuerungsund Antriebslösungen, um die individuellen
Anforderungen erfüllen zu können
• Weltweiter Service und Support
8
•
durch ein innovatives Design aus, das eine
konstante Bahnspannung im gesamten
Abwicklungsprozess und eine automatische
Spleißung bei ‘Nullgeschwindigkeit’
ermöglicht“, erläutert de la Fuente.
Dank der einfacheren Integration eignen
sich diese Spleißer nicht nur für neue
Produktveredelungsbänder, sondern auch
für die bereits bestehenden Bänder.
Die Maschinen erfordern beim Rollenwechsel keinen Produktionsstopp und
ermöglichen dem Anwender eine maximale
Effizienz des Prozesses für 100-prozentige
Zuverlässigkeit. „Das Spleißen ist abhängig
von der Materialbeschaffenheit und der
Anwendung mit verschiedenen
Geschwindigkeiten möglich. Je höher die
Geschwindigkeit und je größer die
Papierrollen, desto einzigartiger wird
MTorres“, fügt de la Fuente hinzu.
Steuerung und Spannung
bleiben konstant
Das neueste UTS-Modell ist eine riemenlose,
zentral angetriebene Abwicklungsmaschine,
die eine automatische Spleißung vornimmt.
Sie entstand als neues Konzept, basierend
auf einem Schlittensystem, in das die
Abwicklungseinheit und der automatische
Spleißer integriert sind.
Die Maschine verwendet zwei Schlitten pro
Gewebelage, die nach innen und außen gleiten
können. Dabei ist immer einer in Bewegung,
während der andere vorbereitet wird. Dank des
modularen Aufbaus lässt sich die Maschine so
gestalten, dass sie mit einer oder mit mehreren
Gewebelagen eingesetzt werden kann.
MTorres verließ sich beim Bau des
Steuerungs- und Automatisierungskerns der
Maschine ganz auf die Lösungen von
Rockwell Automation. Dabei wurde das Ziel,
die Bahnspannung konstant zu halten, nie
aus den Augen verloren. Tatsächlich hatte das
spanische Unternehmen Bedarf an einer
präzisen Steuerung der Abwicklungs- und
Spleißvorgänge und so boten die vollständig
integrierten Steuerungssysteme von
Rockwell Automation die richtige Lösung.
Diese stellten nicht nur das erforderliche
Losbrechmoment und die notwendige
Drehzahlregelung für die Anlaufphase,
sondern auch für den Betrieb mit voller
Leistung zur Verfügung.
Die meisten Abwicklungsmaschinen von
MTorres umfassen ein doppeltes System
zur Steuerung der Bahnspannung: ein
Wägezellensystem und ein Feston, das als
Pendelwalze dient.
Kinetix-Antriebe von Allen-Bradley steuern
sowohl die Position des Festons als auch das
Drehmoment und die Geschwindigkeit der
Abwicklungsmotoren, während die
ControlLogix-Steuerungen von Allen-Bradley
für die übrige Abwicklung zuständig sind.
Außerdem wird ein PanelView-Terminal von
Allen-Bradley mit Touchscreen zum
Festlegen von Parametern und zum Steuern
der Maschine eingesetzt. Die meisten
Komponenten im Schaltschrank stammen
ebenfalls von Rockwell Automation.
Modularität für mehr
Flexibilität
MTorres kennt die Rockwell AutomationTechnologie sehr gut und verwendet diese
Produkte stets, wenn Maschinen für den
US-amerikanischen und kanadischen Markt
entwickelt werden.
„Hersteller, die dort ansässig sind, betrachten
Rockwell Automation als Standard und sind
mit den Lösungen des Unternehmens
vertraut“, so de la Fuente. „Doch auch wir
kennen Rockwell Automation sehr gut: Es ist
für uns kein großer Aufwand, eine unserer
Maschinen mit Rockwell AutomationSystemen zu programmieren, da wir bereits
sehr gute Erfahrungen mit den
Steuerungslösungen von Rockwell
Automation für unsere Abwicklungsmaschinen gemacht haben.“
In diesem Fall erwarb MTorres einzelne
Komponenten von Rockwell Automation.
Doch nun überlegt das Unternehmen, ob es
beim nächsten Mal nicht eine integrierte
Lösung übernehmen soll, da es nun die
Vorteile der Rockwell Automation Integrated
Architecture kennt.
Tatsächlich hat MTorres dank der
Rockwell Automation-Komponenten bereits
von zahlreichen Vorteilen profitiert: der
Programmieraufwand konnte reduziert und
die Fehlerbehebung vereinfacht werden –
insbesondere, was die Antriebe anging. Auch
die Test- und Validierungsphase gestaltete
sich einfacher. Und die Flexibilität der
Maschine konnte erhöht werden.
„Flexibilität ist für uns von großer
Wichtigkeit, da die Anpassungsfähigkeit in
unserer Branche ein Muss ist . Wir erstellen
Lösungen, die sich für unterschiedliche
Anwendungen leicht konfigurieren lassen“,
führt de la Fuente aus.
„Die Modularität und Skalierbarkeit der
Steuerungs- und Antriebslösungen von
Rockwell Automation helfen uns dabei, genau
diese Anforderungen zu erfüllen. Außerdem
ermöglichen sie uns, schnell und effizient auf
den Bedarf unserer Kunden zu reagieren.“
Nicht zuletzt wird das Paket durch die
Qualität des Supports und Services von
Rockwell Automation ergänzt: „Wir wissen,
dass wir uns überall auf die Erfahrung von
Rockwell Automation verlassen können. Da
Rockwell Automation überall auf der Welt
präsent ist, erhalten unsere Kunden stets
eine Lösung, die auf ihre Anforderungen
zugeschnitten ist – ganz gleich, wo auf der
Welt sie sich befinden.“
Wenn Sie weitere Informationen
wünschen, senden Sie uns eine E-Mail an
info_at@ra.rockwell.com mit dem
Betreff „MTorres“
•
9
ANWENDERBERICHT
CT Pack kann dank
Rockwell Automation die
Geschwindigkeit seiner
Verpackungsmaschinen verdoppeln
und den Ausschuss verringern
Maschinenbauer in der Lebensmittelindustrie verwendet Integrated Architecture und eine
innovative Servoinstallation zur Verbesserung der Maschinenleistung.
Hintergrund
Das in Ferrara, Italien, ansässige
Unternehmen CT Pack wurde 1996 von Gino
und Giuliano Cocchi gegründet und vereint
das Know-how von drei führenden Marken:
Mopa, Otem und Vortex Systems.
Ziel des Unternehmens war es, ein
führender Hersteller für das Einschweißen
und Verpacken von Lebensmitteln zu
werden. Hierfür wandte sich CT Pack an
Zielkunden, die nach individualisierten
Verpackungslösungen anstatt nach einem
standardmäßigen Produktkatalog suchten.
Herausforderung
Herkömmliche Keksverpackungsstraßen
können in der Regel maximal 350 Pakete pro
Minuten einschweißen, wobei der Ausschuss
häufig etwa 30 % des Produktionsvolumens
beträgt. Daher werden Lebensmittel
dieser Art, die sich durch ihre extreme
Zerbrechlichkeit auszeichnen, horizontal
verarbeitet, anschließend um 90° gedreht
(um seitlich bereitzustehen) und für
die Aufstellung des einzelnen Pakets
nebeneinander angeordnet. Tatsächlich
ist die mechanische Drehung und der
darauf folgende Kontakt zwischen zwei
Elementen einer der schwierigsten
Schritte dieses Prozesses.
Außerdem würde ein Druckluftsystem
das Produkt beschädigen und
die Anforderung des Kunden, die
Einwicklungsgeschwindigkeit zu erhöhen,
würde das Risiko von Keksbruch in dieser
Phase beträchtlich erhöhen. Aus diesem
Grund bat CT Pack Rockwell Automation
um Unterstützung.
Lösung
Die Ingenieure von CT Pack schlugen
vor, die Drehbewegung wegfallen zu
lassen, damit die einzelnen Kekse in der
horizontalen Position verbleiben, und diese
anschließend übereinander gestapelt für das
Einschweißen bereitzustellen.
Bruno Alberti, Hardware & Software
Department Manager bei CT Pack meint
dazu: „Diese Betriebsmethode wird durch
ein Ablagesystem ermöglicht, das mit
wachsendem Stapel nach oben fährt. Die
hohe Geschwindigkeit des Systems, das
mehr als fünf Kekse pro Sekunde stapeln
kann, erhöht die Vibrationen, durch die
wiederum die Kekse beschädigt werden
können. Aus diesem Grund haben wir
eine völlig neue Architektur konstruiert.
Unsere Ingenieure entwickelten in
Zusammenarbeit mit Roberto Loce, dem
Rockwell Automation-Spezialisten für
Linearmotoren, eine innovative Integrated
Architecture™-Lösung auf der Grundlage
von Komponenten, die auf dem Markt
erhältlich sind. Alberti fährt fort: „Rockwell
Automation war das einzige Unternehmen,
das bereit war, zusammen mit uns in die
Forschung und Entwicklung zu investieren.
Dies ist einer der Hauptgründe, warum wir
uns für eine Zusammenarbeit mit Rockwell
Automation entschieden haben“.
Alberti erläutert: „Auch wenn die
Geschwindigkeitsanforderungen der
Anwendung erfüllt war, stellte die Größe der
linearen Servomotoren der LDC-Series™ für
diese spezielle Anwendung ein Problem dar.
Die Motorengrößen kamen mit den Massen
des Projekts nicht zurecht, sodass eine
Lösung gefunden werden musste.
10
•
Es wurden feste Wicklungen implementiert,
bei denen Magneten als bewegliche Teile
verwendet wurden. Durch die Umkehr der
herkömmlichen Konzepte konnten so die
Gewichte und Größen reduziert werden,
wodurch auch die Verkabelung nicht mehr
geändert werden musste.“
Ergebnisse
Durch die Installation der beiden
kostengünstigen und leistungsstarken
Servomotoren gegenüber voneinander
konnte die vorhandene Leistung
verdoppelt werden, während die
Maschinenabmessungen praktisch
unverändert blieben.
Das im gegenüberliegenden Magnetsystem
erzeugte Magnetfeld wird durch die
verwendete Mechanik ausgeglichen und
erlaubt eine weitere Erleichterung der
tragenden Struktur.
Die Flexibilität der Linearmotoren, deren
Geschwindigkeit mithilfe der Software
Motion Analyzer schnell angepasst werden
kann, ermöglicht zudem aus wirtschaftlichen
Gründen ihre Echtzeitanpassung an
verschiedene Stapelhöhen oder an die
unterschiedlichen Keksstärken. Der zulässige
Verfahrweg liegt bei 300 mm, auch wenn
Experimente gezeigt haben, dass das System
mit Verfahrwegen von bis zu 600 mm
betrieben werden kann.
Die perfekte Steuerung der Bewegungen
mit Einzelschritten von 9 mm ermöglicht
den Betrieb mit Geschwindigkeiten von
100 mm/s und einer Beschleunigung
von bis zu 2,5 G. Ein weiteres besonderes
Leistungsmerkmal ist die Tatsache, dass
trotz der 48 installierten Motoren das
gesamte Steuerungssystem auf Kinetix®
6000-Servoantrieben basiert.
Außerdem sind die verwendeten
programmierbaren Automatisierungssteuerungen Teil der Allen-Bradley
ControlLogix™-Produktfamilie, die das
Ethernet-Protokoll verwendet. Aus diesem
Grund können alle Produktionsdaten
in Echtzeit an die Überwachungs- und
Werksverwaltungssysteme übertragen
werden. Tatsächlich wussten die Anwender
die Implementierung der Integrated
Architecture-Lösung von Rockwell
Automation sehr zu schätzen, weil sich
dadurch die Ausfall- und geplanten
Wartungszeiten verringern ließen.
ra.rockwell.com mit dem Betreff „CT Pack”
ANWENDERBERICHT
TOTAL E&P schafft dank einer
Trusted-Lösung veraltete Systeme ab
Wichtiger Öl- und Gasförderer verbessert und erweitert seine Aktivitäten dank einer
fehlertoleranten Lösung von Rockwell Automation.
Hintergrund
TOTAL E&P UK Limited ist eines der
wichtigsten Öl- und Gasunternehmen
auf dem britischen Kontinentalschelf, wo
es weiterhin große Summen investiert.
Das Unternehmen beschäftigt an seinem
Hauptsitz in Aberdeen etwa 750 Mitarbeiter
und betreibt unter anderem Plattformen in
den Alwyn-Area-Feldern sowie in den Elginund Franklin-Feldern, die für ihren hohen
Druck und ihre hohen Temperaturen bekannt
sind. Außerdem unterhält das Unternehmen
das St.-Fergus-Gas-Terminal zusammen mit
verschiedenen ruhenden Feldern.
Der North Alwyn-Komplex auf dem
britischen Kontinentalschelf, 440 km
nordöstlich von Aberdeen, nahm seine
Produktion im Jahr 1987 auf. Die DunbarPlattform, 22 km südlich des North
Alwyn-Komplexes, exportiert über eine
Mehrphasen-Pipeline, die 1994 in Betrieb
genommen wurde, Öl und Gas nach North
Alwyn. Dunbar ist eine Plattform mit
minimalen Einrichtungen: ein Bohrturm und
Unterkünfte für das Personal. Die Plattform
wird von den North Alwyn-Generatoren über
zwei Unterseekabel mit Strom versorgt. In
der Alwyn Area werden etwa 100 000 Barrel
Öleinheiten pro Tag produziert.
Aufgrund einiger veralteter Systeme bat
Total E&P UK Ltd. die Firma Rockwell
Automation, dem Unternehmen Ingenieure,
Komponenten und Unterstützung für
verschiedene Systemerweiterungen
der beiden Plattformen bereitzustellen.
Dabei fiel der Großteil der Arbeiten in der
Einrichtung in Dunbar an.
Herausforderung
Die Erweiterung umfasste verschiedene
Systeme: das Notfall-Abschaltsystem
(ESD-System; Emergency Shutdown), das
Schutzsystem vor Feuer und Gas (F&GSystem), das Prozessleitsystem und die
Vibrationsüberwachungssysteme.
Die erste Herausforderung für die
Ingenieure war die sichere Bereitstellung
eines erweiterten Steuerungs- und
Sicherheitssystems. Hierbei durfte der
Betrieb nur minimal unterbrochen werden
und alle Erweiterungsaktivitäten musste auf
sichere Weise ausgeführt werden. Auch der
Zeitraum, innerhalb dessen die Arbeiten
fertig gestellt werden mussten, war mit nur
zwei Terminen für die Erweiterungen stark
begrenzt. Der erste Termin war während
einer geplanten Abschaltung – in der Regel
zwei- oder drei Wochen im Sommer – und
der zweite Termin war für den gleichzeitigen
Austausch laufender Komponenten
und Infrastrukturelemente vor der
Abschaltung vorgesehen.
Hauptziele waren der Austausch der
Systemkomponenten, um gelegentliche
Ausfälle und größere Probleme aufgrund
veralteter Systeme zu vermeiden, die
Verfügbarkeit von Ersatzteilen bis
mindestens 2020 zu gewährleisten, die
Bereitstellung der Einrichtung für die
zukünftige Fernbedienung von Dunbar
von North Alwyn aus, die Implementierung
einer kostengünstigen Erweiterung mit
minimalem Risiko für die Produktion
und – von entscheidender Bedeutung
12
•
– der Abschluss der Erweiterung ohne
Sicherheitsrisiko für die Plattform, das
Personal oder die Umgebung.
Die Erreichung dieses letzten Ziels wurde als
großer Erfolg im gesamten Projekt gewertet.
Die Ingenieure von Rockwell Automation
wurden sogar für eine Health & SafetyAuszeichnung vorgeschlagen wurden.
Lösung
Die Strategie für die Erweiterung bestand
aus verschiedenen Einzelschritten, die
sich gegenseitig nicht ausschlossen. Das
PCS-System wurde vor dem Abschalten
ergänzt und im Tandemverfahren mit dem
bestehenden System installiert, sodass
die Produktionskapazität aufrechterhalten
werden konnte. Das F&G-System wurde
ebenfalls vor der Abschaltung erweitert. Die
ESD-Lösung dagegen wurde während der
Abschaltung parallel mit den anderen neuen
Systemen ergänzt.
Rockwell Automation war als EPC-Lieferant
für die Auftragserteilung an alle TeileLieferanten, für die Fertigstellung aller
detaillierten Engineeringarbeiten, für die
Organisation der Kontrolle und des Versands
aller Materialien an den Standort, für die
Überwachung der Lieferanteninstallation,
für die Inbetriebnahmeaktivitäten und
das Management der Subunternehmer
verantwortlich. Rockwell Automation
erweiterte die ESD- und F&G-Systeme um
eine Trusted-TMR-ESD-Steuerung (Triple
Modular Redundant) und um eine TrustedTMR-F&G-Steuerung.
Trusted ist ein fehlertolerantes Steuerungsund Sicherheitssystem, das die strengsten
internationalen Sicherheitsstandards
erfüllt. Es trägt zur Integrität eines
Steuerungssystems bei, das bei einem
Ausfall die Rentabilität des Betriebs
beeinträchtigen könnte. Es verfügt über
dreifach vorhandene Verarbeitungspfade
(Abschnitte) innerhalb jedes Moduls und
bietet ein hohes Maß an Diagnose- und
Abstimmfähigkeiten zwischen den Pfaden.
So entsteht eine fehlertolerante Architektur
mit herausragender Zuverlässigkeit.
Im Gegensatz zu Nicht-TMRSteuerungssystemen sorgt Trusted für eine
nahezu 100-prozentige Verfügbarkeit, ohne
die Sicherheitsintegrität des Systems zu
beeinträchtigen. Das System ist zugelassen
gemäß TÜV AK6, der höchstmöglichen
Einstufung für programmierbare
Sicherheitssysteme, und ist gemäß NFPA72
und dem Gosstandart of Russia zertifiziert.
Das vorhandene System besteht aus einer
ICS 2000, einem älteren Sicherheitssystem
von Rockwell Automation. Bei der DunbarSystemerweiterung (DSU – Dunbar System
Upgrade) wurden der Prozessor und das
Ausgabe-Subsystem durch die TrustedProzessoren ersetzt. Die Ingenieure konnten
eine kontrollierte Online-Migration (ohne
Produktionsstopp) der Erweiterung
vornehmen, da ein Großteil der Planungsund Risikobeurteilung bereits vorab
durchgeführt wurde.
Laut Wullie Nicolson, EDS Principal Engineer
bei Rockwell Automation, „umfassten
die Arbeiten den Abbau einer Hälfte
des alten dualen ICS 2000-Systems und
den Bau des neuen Trusted-Systems an
seiner Stelle. Anschließend wurde das
Eingangs-Subsystem so konstruiert,
dass die Eingangsdaten gleichzeitig für
die alten und neuen Systeme verfügbar
sind. Auf diese Weise konnten die
Ingenieure die Verarbeitungslogik und die
Ausgangszustände überprüfen, bevor die
Ausgänge an das neue System übertragen
wurden. Es fand eine kontrollierte Migration
der Ausgänge von den alten Systemen zu
den neuen Systemen statt.“
Sicherheit aufgebaut und ich kann voller
Stolz behaupten, dass das Projekt in dieser
Hinsicht beispielhaft war. Die Ingenieure von
Rockwell Automation kamen zur Plattform
vor Ort und wurden von Anfang an in eine
Sicherheitskultur integriert.“
Eines der möglichen Leistungsmerkmale
der neuen Installation wird die Fähigkeit
sein, die Dunbar-Elemente von Alwyn aus
zu steuern. Das existierende System wurde
bereits mit diesem Merkmal entwickelt,
doch es wurde nie verwendet. Es ist jedoch
vorgesehen, diese Funktion in Zukunft
einzusetzen. „Der primäre Antrieb war nicht
mehr besonders zuverlässig“, erläutert
Thomson „und wir befinden uns jetzt in
Phase zwei des Erweiterungsprojekts mit
Rockwell Automation, was unsere ohnehin
starke Bindung noch weiter festigt. Es
beweist auch, wie zufrieden wir mit dieser
Zusammenarbeit sind.“
Abschließend erläutert Adam Howard,
EPC Operations Manager bei Rockwell
Automation: „Trotz der unglaublich starken
Konkurrenz durch etablierte Lieferanten
erhielten wir den Zuschlag für dieses
Projekt. Ich möchte behaupten, dass es
unsere vielfältigen Kompetenzen waren,
die in Kombination mit dem positiven und
proaktiven Konzept und der Einführung eines
innovativen Risiko-/Belohnungsansatzes
maßgeblich dazu beitrugen, hier als
Gewinner hervorzugehen.“
ra.rockwell.com mit dem Betreff „Total“
„Der Schlüssel zum Erfolg“, so fährt er fort
„war der ununterbrochene Informationsfluss
zwischen dem TOTAL-Bedienungspersonal
und uns. Auf diese Weise wussten die
Bediener stets, was bereits migriert wurde
und welches der Systeme die einzelnen
Einrichtungen steuerte. Die Beziehung
zwischen uns und TOTAL war herausragend
und machte den großen Unterschied aus!“
Ergebnisse
„Einer der wichtigsten Aspekte aus
der Perspektive von TOTAL war die
Sicherheit“, erläutert Derek Thomson,
E&I-Projektmanager bei TOTAL E&P. „Wir
haben viele unserer Betriebsstatistiken auf
•
13
ANWENDERBERICHT
Rockwell Automation und
Erwin Schiefer geben Gas und
entwickeln eines der weltweit
ersten Holzvergasungswerke mit
hoher Verfügbarkeit
Ein Kunde in der Gasproduktionsindustrie profitiert von einem stimmigen CompactLogix-basierten
Paket, das alle seine Anforderungen erfüllt ... und gänzlich aus einer Hand stammt.
Hintergrund
Herausforderung
Mit dem umfassenden Produkt- und
Lösungsangebot von Rockwell
Automation profitieren Kunden in der
Gasproduktionsindustrie von einem
stimmigen Paket, das ihre Anforderungen
erfüllt ... und gänzlich aus einer Hand stammt.
Die Gasproduktion durch die Verbrennung
von Holz ist ein komplexer Prozess,
der eine Menge potenzieller Probleme
mit sich bringen kann. Sie stellt hohe
Ansprüche an die Anlagensteuerung, die
alle prozessrelevanten Abweichungen von
vornherein erkennen und ausgleichen
muss. Außerdem müssen auch die anderen
Komponenten im System ein hohes Maß an
integrierter Intelligenz aufweisen.
Dies war auch für den Österreicher Erwin
Schiefer und sein Holzvergasungsprojekt
von unschätzbarem Wert. Er begann
mit dem Bau einer Anlage für seinen
Bauernhof und verkauft nun auch
Anlagen an andere Unternehmen.
Eine hohe Stromrechnung veranlasste den
österreichischen Landwirt Erwin Schiefer,
darüber nachzudenken, sein eigener
Energielieferant zu werden. Schiefer wusste,
dass einige natürliche Energiequellen
langsam aber sicher versiegen, während es
weiterhin zahlreiche unerschlossene andere
Energiequellen gibt – wie beispielsweise Holz.
Zwar wurde die Stromerzeugung durch
Holzvergasung bereits vor etwa 200
Jahren entdeckt, konnte sich jedoch nie
richtig durchsetzen, weil stets einfachere
oder kostengünstigere Alternativen
zur Verfügung standen. Schiefer meint:
„Die Holzvergasungstechnologie lässt
sich nur schwer richtig umsetzen und
viele Unternehmen sind dabei bereits
gescheitert. Zwar ist es relativ einfach,
das Gas zu produzieren, doch die wahre
Herausforderung liegt darin, die Stabilität
des Systems zu gewährleisten.“
Lösung
Zusammen mit Rockwell Automation
entwickelte Schiefer eine
Holzvergasungsanlage, die – neben der
Energieerzeugung – auch im Ausland eine
Menge Aufmerksamkeit erregte. Und mit 8300
14
•
Betriebsstunden pro Jahr überrascht dies
kaum, da eine solch hohe Verfügbarkeit fast
unvorstellbar ist. Dies entspricht fast 95 Prozent
der Gesamtkapazität des Unternehmens
und einer Leistung, von der die anderen
Betreiber von Holzvergasungsanlagen nur
träumen können. Aufgrund dieses Erfolgs
dachte Schiefer über die Erweiterung
seines Bauernhofunternehmens nach und
entwickelte eine Holzvergasungsanlage für
andere Unternehmen.
„Wir haben das ganze System selbst
entwickelt – vom Reaktor bis hin zum
letzten Filter für die Gasreinigung“, erzählt
Schiefer, als er voller Stolz von seinem
System erzählt, das pro Stunde bis zu 200
Kilowatt elektrische Energie und bis zu 400
Kilowatt thermische Energie erzeugt. Der
Landwirt kann die kombinierte Wärme- und
Energieanlage nahezu unbeaufsichtigt
lassen und sich um seine eigentlichen
Aufgaben kümmern. Dies verdankt er dem
Allen-Bradley® CompactLogix™-System,
das die Automatisierung verwaltet – hierzu
zählen unter anderem die Heiztechnologie,
die Holz- und Maistrocknung sowie die
Energieversorgung für das Stromnetz.
Laut Schiefer ist der Schlüssel für die hohe
Verfügbarkeit in einer Holzvergasungsanlage
die exakte Zonenüberwachung innerhalb
des Reaktors. „Die Belüftung des Reaktors
befindet sich in der Oxidationszone“,
erläutert er. „Dort stellt CompactLogix
sicher, dass die Temperatur in der heißesten
Zone aufgrund von Material- oder
Feuchtigkeitsschwankungen nicht weiter
ansteigt. Zu diesem Zweck werden die
Belüftungspegel entsprechend angepasst.“
Ergebnisse
Durch den Entwicklungsvertrag mit
der BioPower Development GmbH
wurde das Ziel von Schiefer, ein zweites
Standbein mit dem Bau und dem Verkauf
von Holzvergasungsanlagen an andere
Unternehmen aufzubauen, schließlich
Wirklichkeit.
Heute hält die Anlage bei der BioPower
Development GmbH, was sie versprach:
Nach der Fertigstellung werden zwischen
450 und 500 kW elektrischer Leistung in
das offizielle Stromnetz in Deutschland
eingespeist. Und 800 kW thermische Energie
werden einem lokalen Unternehmen zur
Verfügung gestellt.
Für die BioPower-Anlage steht fest: die
Allen-Bradley-Komponenten sind das Maß
aller Dinge. Allen voran eine CompactLogixSteuerung der 1768-Serie mit einer L43-CPU.
Diese verwaltet den Materialfluss vom Silo
zum Reaktor sowie die Partikelfilterung
und die Trocknungssysteme. Außerdem
überwacht die Steuerung die kritischen
Prozesse der Gasreinigung und
Gasproduktion und übernimmt die
Feineinstellung aller Aktionen basierend
auf den Daten, die von der 1734 Point I/O™
bereitgestellt werden.
Er glaubt, dass sich bei richtiger Belüftung
und einer perfekten Koordination der
vier Reaktorzonen – Trocknung, Pyrolyse
(Karbonisation), Oxidation und Reduktion –
das Stabilitätsproblem von alleine löst.
Feintuning macht den
Unterschied
Das System erfordert ein präzises Feintuning,
das vom Allen-Bradley-Steuerungssystem
und von der Walking Floor-basierten
Trocknungstechnik, die Schiefer selbst
entwickelt hat, übernommen wird. „Je höher
die Feuchtigkeit des Holzhackguts, desto
mehr Wasser verdampft und desto langsamer
muss sich der Trockner in Vorwärtsrichtung
bewegen.“ Dieses Verfahren trägt zu mehr
Sicherheit und Zuverlässigkeit bei und
ist so effizient, dass man sogar bereits in
Deutschland Interesse zeigt.
•
Als beispielsweise Kai M. Alberding, CEO
des deutschen Unternehmens BioPower
Development GmbH, nach Unterstützung
für seine Holzvergasungsanlage suchte
– die zwar fertiggestellt, doch nicht voll
funktionsfähig war – wandte er sich an
Professor Siegfried Rapp.
Besonders beeindruckt ist Erwin
Schiefer von den PowerFlex® 40und 70-Frequenzumrichtern von
Allen-Bradley, die verschiedene Pumpen,
Antriebe und Kompressoren verwalten,
und vom Factory Talk View StudioVisualisierungssystem. Schiefer und sein
Team können das System jederzeit über
eine sichere VPN-Verbindung genauer
überprüfen und dezentrale Diagnosen
sowie Wartungsarbeiten über EtherNet/IP
ausführen. Doch dank der hochentwickelten
Automatisierungstechnologie von Rockwell
Automation ist dies nur selten erforderlich.
ra.rockwell.com mit dem Betreff „Xylogas“
Als Berater für biogene Energiesysteme
bei der Industrie- und Handelskammer
in Baden-Württemberg, riet Prof. Rapp
Alberding, sich mit Xylogas Entwicklung
GmbH und EAF – Energieanlagenforschung
GmbH (Energy Plant Research) in
Verbindung zu setzen. „Zusammen mit
Prof. Rapp beurteilten wir alle Lieferanten
auf dem Markt und kamen zu dem Schluss,
dass die Anlage von Schiefer dank ihrer
bewährten hohen Verfügbarkeit am ehesten
in Frage kam“, so Alberding.
15
ANWENDERBERICHT
IAS implementiert integrierte
Steuerungs- und Visualisierungstechnik
für Pumpeninfrastruktur
Eine der größten Kläranlagen Österreichs profitiert von der erhöhten Lebensdauer der
Pumpstationen und sinkenden Betriebskosten.
Hintergrund
In der österreichischen Stadt Villach
reinigt eine der größten Kläranlagen
des Landes das Wasser für insgesamt
200 000 Menschen. Das in Wien ansässige
Unternehmen IAS hat diese Anlage
mit Steuerungs- und Anzeigesystemen
von Rockwell Automation sowie mit
einem 3-Tier-Netzwerk modernisiert.
Albert Steinwender und die IAS GmbH
verdienen ihr Geld mit Abfall und
Abwasser – aber daran ist durchaus nichts
Unehrenhaftes. Sein Unternehmen IAS
(Internationale Automationssysteme)
hat sich auf die Planung und das
Engineering elektrotechnischer
Einrichtungen für Kläranlagen,
Trinkwasseraufbereitungsanlagen und
Deponien spezialisiert. Die IAS GmbH
arbeitet seit vielen Jahren eng mit Rockwell
Automation zusammen – ursprünglich
kam diese Beziehung aufgrund eines
großen Projekts für die österreichische
Stadt Villach zustande. Das Unternehmen
wurde gebeten, die Kläranlage der
Gemeinde aus dem Blickwinkel der
Automatisierung zu aktualisieren.
Herausforderung
Die Modernisierungsarbeiten mussten bei
laufender Anlage ausgeführt werden. Ein
weiterer wichtiger Aspekt war der Termin.
Parallel zur Modernisierung der Kläranlage
implementierte die Stadt Villach ein lokales
Heizversorgungssystem mit einem vertraglich
festgelegten Startdatum. Ein beträchtlicher
Teil der Heizleistung dieses Systems stammt
aus einer Wärmeenergiestation, die mit
Klärgas betrieben wird. Das Gas wird mithilfe
von Klärschlamm als Nebenprodukt aus der
Kläranlage erzeugt – und auch diese
wurde erweitert.
„Viele Leute meinen, in einer Kläranlage
fließt vorne schmutziges Wasser rein
und hinten sauberes Wasser raus“, meint
Steinwender. Doch hinter den Kulissen
16
•
arbeiten hochentwickelte Technologien,
die sicherstellen, dass alles planmäßig
funktioniert. „Eine Kläranlage muss auf
unterschiedliche Situationen reagieren
und trotzdem immer gleich bleibende
Wasserqualität liefern können“, ergänzt
er. Fehler können aufgrund der strengen
Wasserverordnungen nicht toleriert werden
und Ausfallzeiten können wir uns ebenfalls
nicht leisten. „Nur wenige Industrieprozesse
erfordern so viel Online-Kontrolle wie die
Abwasserreinigung“, gibt Steinwender
zu bedenken.
Lösung:
Im Villach-Projekt begann IAS mit der
Erweiterung von mehr als 30 Pumpen- und
Hebestationen auf einen konsistenten
Automatisierungsstandard. Diese Stationen
pumpen Abwasser von den umgebenden
Bereichen zur Kläranlage. Jede Station
wurde mit einer Allen-Bradley® PanelView™
Plus 400-Anzeige ausgestattet, auf der
die Betriebsbedingungen in einem
übersichtlichen Bild mit allen grafischen
Funktionen und im Textformat dargestellt
sind. Diese Informationen können dank
der drahtlosen Kommunikation, die durch
Funk- und GSM-Modems ermöglicht
wird, gleichzeitig in der Steuerzentrale
überwacht werden. Stationen mit GSMVerbindung werden zweimal am Tag
vom Steuerungszentrum aus überprüft
und melden der Steuerzentrale alle 15
Minuten, ob Ausfälle vorliegen. Diese
Daten können später analysiert werden.
Die IAS-Ingenieure haben auch die alten
Stern-Dreieck-Starter der Pumpensysteme
durch Allen-Bradley-Softstarter ausgetauscht.
Das reduziert die Belastung der Pumpen,
was deren Lebensdauer erhöht und damit
langfristig die Betriebskosten senkt. Als
Steuerung kommt in jeder Pumpstation
eine MicroLogix™ 1400 zum Einsatz und
alle Schütze und Bedienungselemente für
die manuelle Bedienung wurden ebenfalls
durch Allen-Bradley-Komponenten ersetzt.
Umfassendes
Netzwerkkonzept
Als Nächstes musste das IAS-Team die
Steuerungstechnologie angehen. Die alten
PLC5-Steuerungen wurden im System als E/AEbene beibehalten. Sie dienen jetzt jedoch
nur noch als Schnittstelle zu den neuen
Allen-Bradley ControlLogix®-Geräten, die die
tatsächlichen Steuerungsprozesse verwalten.
„Der Vorteil von ControlLogix ist, dass wir
unsere eigenen Makros (Funktionsblöcke)
für das System schreiben können“, so
Steinwender. Auf diese Weise lässt sich
die Zeit für das Engineering und
für das Testen verkürzen.
Die Prozessvisualisierung wird durch
die Software FactoryTalk View® SE von
Rockwell Automation verwaltet. Im Werk selbst
sind zwölf Bedienerkonsolen installiert, von
denen fünf über einen Industrie-PC und einen
Touchscreen verfügen. Die verbleibenden
Verbindungen zum Prozessleitsystem
werden über Office-PCs realisiert, die die
werksinterne IT-Abteilung bereitstellt. Dies
erleichtert die Arbeit an diesem großen
Standort, der sich über sechs Hektar erstreckt.
Zwei weitere mobile Stationen ermöglichen
den Mitarbeiten im Bereitschaftsdienst die
dezentrale Überwachung der Anlage. Das
neue Netzwerk besteht aus drei Ebenen. Auf
der Steuerungsebene sind alle ControlLogixSysteme mit einem LWL-Ring verbunden,
der in zwei identischen Servern endet und
Redundanz im Falle eines Serverausfalls
bereitstellt. Auf der zweiten Ebene sind
die einzelnen Bedienerkonsolen und
Überwachungsstationen untergebracht.
Auf der dritten Ebene werden Betriebsdaten
und verschiedene Analysen an den SQLDatenserver der Stadt Villach weitergeleitet.
Von dort aus können Trenddaten und Berichte
mit der eigens dafür entwickelten Software
jederzeit an den PC-Arbeitsplätzen im
Wasseraufbereitungswerk abgerufen werden.
Ergebnisse
Trotz der Komplexität konnte das
neue System in nur 18 Monaten nach
Projektbeginn erfolgreich in Betrieb
genommen werden. Da sich die
Allen-Bradley-Komponenten einfacher
programmieren ließen, verkürzte sich auch
die Entwicklungszeit. IAS nutzte die in den
ControlLogix-Steuerungen standardmäßig
integrierte Möglichkeit zur Ferndiagnose.
Standpunkt auf der Welt zugreifen. Der
Zugriff wird durch eine Firewall der
unternehmenseigenen IT-Abteilung
gesichert. Durch diese Funktionalität
können bei einem Ausfall die Bediener vor
Ort unterstützt werden, sodass sich die
Fehlerquelle schnell lokalisieren lässt. Die
Skalierbarkeit der Rockwell AutomationProdukte erlaubt es zudem, künftige
Erweiterungen oder Änderungen an
der Anlage schnell durchzuführen.
Mithilfe eines VPN (Virtual Private Network)
können die Ingenieure von IAS auf das
Steuerungssystem von jedem beliebigen
ra.rockwell.com mit dem Betreff „IAS“
Es gibt jedoch auch Teile der Anlage
– wie Qualitätsmessung und die
unabhängige Stromversorgungseinheit
– die mit dem System über eine
ProfiBus-DP-Karte verbunden sind.
Auch die Gebäudeversorgungssysteme
wurden mithilfe von Point I/O™Modulen und EtherNet/IP integriert.
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ANWENDERBERICHT
Cyan Tec stellt revolutionäre neue
Direktdruck-Tintenstrahlsysteme
vor, die Allen-Bradley-Technologie
verwenden
Die neue Technologie von Cyan Tec bietet dank Midrange- und Linearlösungen von
Rockwell Automation vollständig individualisierbare Direktdrucke von Marken und
Kennzeichnungen auf Produkten.
Hintergrund
Eine innovative, neue Direktdrucktechnologie
von Cyan Tec nutzt die Fähigkeiten der
erweiterten Midrange- und PräzisionsLinearlösungen von Rockwell Automation.
Nach der Akquisition des vor über
30 Jahren gegründeten High-TechAutomatisierungsunternehmens Tec Systems
im Jahre 2009 bedient die Cyan Group jetzt
den industriellen Tintenstrahlmarkt mit der
Marke Cyan Tec.
Durch diese Akquisition erwarb die
Cyan Group die Engineering- und
Fertigungsfähigkeiten, die für diesen schnell
wachsenden Markt erforderlich sind. Das
Unternehmen beschäftigt heute 20
Mitarbeiter in seiner Hauptproduktionsstätte
in Barrow-upon-Soar, Großbritannien, und
richtet gerade seinen technischen Support
in Detroit und Schanghai ein.
Zu den Kunden des Unternehmens zählen
unter anderem zahlreiche bekannte Namen
sowie multinationale Blue-ChipUnternehmen in den unterschiedlichsten
Industrien wie medizinische Geräte, Luft- und
Raumfahrt, Automobil, Verpackung,
Elektronik, Elektro-Haushaltsgeräte,
Nahrungsmittel und Getränke. Auch andere
Druck-technologieunternehmen sind auf
diesem Gebiet tätig – die meisten arbeiten
entwicklungsorientiert – doch Cyan Tec ist
der Ansicht, dass es das einzige Unternehmen
ist, das sich momentan auf das direkte
Bedrucken von Produkten in
Hochgeschwindigkeits-Produktionsumgebungen der unterschiedlichsten Industrieanwendungen konzentriert.
unter anderem folgende Anwendungen:
Flaschen, Verpackung, Konsumgüter,
Elektronikgüter, Elektro-Haushaltgeräte,
Automobil-Innenausstattung sowie
Instrumentierung und medizinische Geräte.
„Jedes einzelne Element kann anders sein“,
erläutert Clayton Sampson, Managing
Director bei Cyan Tec „und eine andere Form,
Größe, Oberflächen- und Materialbeschaffenheit aufweisen. Daher muss die
Kerntechnologie im Herzen der Maschinen,
die Cyan Tec entwickelt, flexibel genug sein,
um individualisierte Drucke mit höchster
Qualität auf den unterschiedlichsten
Produkten bereitstellen zu können.“
Das Unternehmen muss auch die
unterschiedlichsten nationalen, lokalen,
Industrie- und internen Standards erfüllen …
das sind wesentlich mehr als bei einem
Unternehmen, das nur einen einzelnen
Markt oder Kunden bedient. Und aus diesem
Grund muss das Unternehmen auch
sicherstellen, dass die gesamte verwendete
Technologie diese Anforderungen erfüllt.
Dasselbe gilt für Kommunikationsprotokolle
auf den verschiedenen Märkten. Cyan Tec
muss darauf vertrauen, dass sich seine
Maschinen erfolgreich in die vorhandenen
Automatisierungs- und Produktionsinstallationen integrieren lassen, damit die
Kunden innerhalb einer Produktionslinie
variable Drucke direkt auf ihren Produkten
anbringen können.
Lösung
Die beträchtlichen Investitionen und
Entwicklungen haben modulare
Druckplattformen hervorgebracht, die durch
weitere Anpassung so konfiguriert werden
können, dass sie alle Anforderungen der
jeweiligen Produktdekorations- oder
-markierungsanwendung erfüllen.
Das Herz des Kernmoduls ist eine
programmierbare CompactLogixAutomatisierungssteuerung von
Allen-Bradley. Diese ist Teil des MidrangeAngebots von Rockwell Automation und an
Herausforderung
Die erste Hürde, die Cyan Tec überwinden
musste, war die enorme Produktvielfalt auf
den Zielmärkten. Zu diesen Produkten zählen
18
•
eine MPAS-Motoreinheit von Allen-Bradley
und einen MPAI-Elektrozylinder von
Allen-Bradley gekoppelt.
Die programmierbare CompactLogixAutomatisierungssteuerung verwaltet alle
Steuerungs- und Automatisierungsroutinen
und stellt die Schnittstelle der Maschine zum
Werksnetzwerk sowie zur Druck- und
Grafiksoftware zur Verfügung.
Die lineare MPAS-Motoreinheit führt das
Präzisionsachssteuerungselement der
Operation aus und verbringt die zu
bedruckenden Komponenten unter die
statischen Druckköpfe. „Diese Bewegung
muss äußerst reibungslos ausgeführt
werden“, so Sampson. „In unserer
zehnjährigen Erfahrung mit
Tintenstrahldrucken ist uns die Beziehung
zwischen einem Achssteuerungssystem und
einem Bildverarbeitungssystem klar
geworden. Wir benötigen eine präzise
Steuerung und ein konsistentes Verhalten des
Achssteuerungssystems, da bei uns die Tinte
mit einer mikrometergenauen Präzision
platziert wird. Jede unerwünschte Bewegung
würde die Qualität des Drucks sofort sichtbar
beeinträchtigen.“ Ergänzt wird diese
Produktreihe durch den integrierten
MPAI-Elektrozylinder, der aufgrund seiner
kompakten Maße ausgewählt wurde und
zum Einstellen der vertikalen Positionierung
der Druckplattform dient.
„Hinsichtlich der Kommunikation“, führt
Sampson aus „gibt es abhängig von den
Kundenwünschen Unterschiede von
Maschine zu Maschine. Doch wir verwenden
hauptsächlich EtherNet/IP, aufgrund seiner
Offenheit und der Möglichkeit, mit einer
größeren Vielfalt anderer Standardprodukte
zu kommunizieren.“
•
Diese Achssteuerungslösung ermöglicht
zusammen mit der herausragenden
Drucktechnologie von Cyan Tec, dass das
Unternehmen Maschinen anbieten kann,
die Vollfarben-Grafiken auf die
unterschiedlichsten Produkte drucken. Sie
ist bei kurzen Druckläufen schneller,
wesentlich flexibler und viel kostengünstiger
als vorhandene Drucktechnologien für
Produktionsbänder, wozu auch Siebdruck
und Tampondruck zählen.
Außerdem bietet diese Technologie die
Vorteile eines digitalen Druckkonzepts, da sie
variable Daten drucken kann. So sind eine
Personalisierung, die Massenanpassung und
die so genannte späte Produktdifferenzierung
möglich. Dabei wird die Produktoberfläche
beispielsweise bei Bedarf und im JITVerfahren (Just In Time) auf dem
Produktionsband mit einer Marke versehen,
anstatt sich auf ein importiertes Batch von
Produkten mit identischer Oberfläche und auf
die damit zusammenhängenden
Vorlaufzeiten verlassen zu müssen.
Ergebnisse
„Es gibt viel Positives über die Verwendung
der Einrichtungen von Rockwell Automation
bei uns zu berichten“, erläutert Sampson.
„Wir können nicht nur eine vorgegebene
Präzision und Steuerung anbieten, sondern
profitieren zudem davon, dass Rockwell
Automation weltweit präsent ist.“
Europa geliefert werden musste“, fährt er
fort. „Rockwell Automation konnte uns exakt
mitteilen, welche Einrichtungen wir
verwenden mussten, um die Funktionalität
für beide Normen mit dreifach klassifizierten
oder äquivalenten Komponenten
aufrechtzuerhalten.
„Außerdem haben wir festgestellt, dass auch
unsere Produkteinführungszeit ein positives
Unterscheidungsmerkmal ist“, fasst er
zusammen. Aufgrund der hohen
Integrationsfähigkeit der Allen-BradleyKomponenten lässt sich ein Großteil der
möglichen Probleme beim Kombinieren und
Aufbauen der Automatisierungsinfrastruktur
vermeiden. Dadurch können wir uns besser
auf die Drucktechnologie konzentrieren. Wir
haben Maschinen mithilfe eines anderen
Anbieters für Automatisierungskomponenten
gebaut. Dies nahm nicht nur 25 Prozent mehr
Zeit in Anspruch (16 bis 20 Wochen), sondern
machte uns außerdem bewusst, wie
benutzerfreundlich die Einrichtungen von
Rockwell Automation sind.“
ra.rockwell.com mit dem Betreff „Cyan Tec“
„In einer vor Kurzem erstellten Anwendung
mussten wir zwei Maschinen mit identischer
Leistung an die Standorte eines Kunden
senden. Eine Maschine wurde nach Kanada
geliefert und war gemäß den CSA-Normen
konstruiert, während die andere nach den
CE-Normen entwickelt wurde und nach
19

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