Im Praxiseinsatz bei Duni - neue

Neue Verpackung 2006 04/2008, S. 200, 28.03.2008, 13:53, SB
TECHNIK | Schwerpunkt Automation
Im Praxiseinsatz bei Duni
Weltweit erste Anlage mit IO Link - Technologie | Meurer Verpackungssysteme hat in diesen Tagen
beim Tisch- und Tafeldekor-Hersteller Duni die weltweit erste Anlage mit IO Link in Produktivbetrieb genommen. Lichttaster der Baureihe WT18–3 von Sick kommunizieren mit der Steuerung
der Verpackungsmaschine und bieten dem Endanwender mehr Flexibilität und mehr Verfügbarkeit.
Eine neue ASIC-Chiptechnologie
– wie sie u. a. in den Lichttastern
WT4–3, WT18–3 und WT27–3
zum Einsatz kommt – war die Voraussetzung, um die bislang übliche Binärschnittstelle zwischen
Sensor und E/A-Geräten um Kommunikationsfunktionen zu erweitern.
Im jeweils aktiven Kartonmagazin überwachen zwei IOI Link –
Lichttaster WT18–3 die
präzise Position der
Zuschnitte.
200]neue verpackung 4.2008
Die IO Link – fähigen
Lichtaster der Baureihe
WT18–3 sind über Hubs
in die vorhandene Profibus DP – Struktur der
Maschinensteuerung
eingebunden.
Neue Verpackung 2006 04/2008, S. 201, 28.03.2008, 13:53, SB
D
as serielle Datenübertragungskonzept IO Link basiert auf der
kostengünstigen Erweiterung des
vorhandenen Sensor-Schaltsignales zur
Kommunikationsschnittstelle. Im Jahr
2005 wurde mit dem Reflexions-Lichttaster WT18–3 erstmals ein kommunikationsfähiger Sensor von Sick vorgestellt,
der interessante Möglichkeiten für die
Anlagenautomatisierung aufzeigte. Eine
neue, von Sick entwickelte ASIC-Chiptechnologie war die Voraussetzung, um
die bislang übliche Binärschnittstelle zwischen Sensor und E/A-Geräten um Kommunikationsfunktionen zu erweitern.
Mit ihr war es erstmals möglich, neben den Binärinformationen auch umfangreiche Servicedaten ohne separates Bussystem oder Zusatzleitung aus dem Anlagenumfeld zu erfassen. Bereits ein
Jahr später hatte sich IO Link
als Technologietrend herauskristallisiert und ist heute als
herstellerübergreifender
Standard durch die DKE
(Deutsche
Kommission
Elektrotechnik) und IEC (International Electrotechnical
Commission) verabschiedet
und wird im Arbeitskreis der
PNO (Profibus Nutzer Organisation) spezifiziert. Meurer
Verpackungssysteme
war
von Anfang an eng in den
Entwicklungsprozess
bei
Sick miteingebunden und
hat bereits auf der Interpack
2005 ein erstes Messeexponat mit IO Link präsentiert.
„Etwa zwei Jahre später war
es soweit: Wir erhielten von
der Duni den Auftrag über
eine mit IO Link – Sensorik
auszurüstende Kartonverpackungsmaschine“,
sagt
Mario Olliges, Projektierungs- und Vertriebs-Ingenieur bei Meurer Verpackungssysteme.
Tischlein deck dich – mit
Dunicel Tête-à-Tête
Tischdecken, Tischsets oder
Servietten – funktionale
Tischdekoration im edlen
Design für tägliche und feierliche Anlässe ist der Produktionsschwerpunkt der Duni
im Werk Bramsche. „Hergestellt werden die Produkte
aus weichem Zellstoff oder
Tissue – was man ihnen aber kaum anmerkt“, erläutert Stefan Michael, Gruppenleiter Werkstätten be Duni, „denn
aufgrund ihres hohen Flächengewichtes
und der besonderen Verarbeitung fühlen
sie sich wie Textilien an.“ Die Haptik eines faltenfreien Stoffgewebes mit den
Vorteilen einer modernen Einweglösung
bieten auch die 40 cm breiten Dunicel Tête-à-Tête. Ihr Herstellungsprozess umfasst zunächst das farbige Bedrucken und
Trocknen. Danach wird die Ware perforiert, geschnitten, aufgerollt, in Folie
verpackt und etikettiert. An diese Prozesse schließt sich die Verpackung zu mehreren Rollen in Kartons an. „Je nach Auftrag kann sowohl die Anzahl der Rollen
pro Verpackung als auch der Verpackungstyp selbst variieren“, sagt Stefan
Michael. „Daher sind wir auf ein hohes
Maß an Flexibilität der Maschine angewiesen, aber auch auf schnelle Umrüstmöglichkeiten und hohe Betriebssicherheit.“ Unter Einsatz von IO Link – fähigen
Lichtastern der Baureihe WT18–3 und
ihrer Einbindung über Hubs in die vor-
Neue Verpackung 2006 04/2008, S. 202, 28.03.2008, 13:53, SB
TECHNIK | Schwerpunkt Automation
handene Profibus DP – Struktur der Maschinensteuerung konnte Meurer Verpackungssysteme ihm eine Lösung ohne
zusätzliches Bussystem kosteneffizient
projektieren, die diese Vorteile bietet.
Traypacker: Die „kommunikative“
Kartonverpackungsmaschine
Der Traypacker von Meurer schließt sich
unmittelbar an die Folienverpackungsund Kennzeichnungsstation der Tischläuferrollen an. „Die Maschine kann
RSC-Kartons und Trays mit separatem
Deckel verarbeiten“, erläutert Arno
Averbeck von Meurer Verpackungssysteme, der die Anlage in Betrieb genommen hat. „Sie übernimmt die Rollen in
einem Einlaufsegment, stapelt sie gemäß der Verpackungsvorgabe und verschiebt sie dann entsprechend mehrlagig in die im Packer wartende Verpackung“. Der gefüllte Karton taktet
weiter durch die Maschine, wird verschlossen, gekennzeichnet und abschließend automatisch palettiert. „Was
so einfach klingt, kann jedoch seine Tücken haben“, weiß Arno Averbeck aus
Erfahrung. „Daher steuern wir wichtige
Prozessschritte mit den IO Link – Lichttastern WT18–3.“ Im Maschineneinlauf
erkennen zwei Sensoren den Einlauf
von Rollen und erkennen gleichzeitig
ggf. einen unerwünschten Rollenstau.
Im darauf folgenden Rollenmagazin
übernehmen zwei weitere optische Sensoren der Baureihe die Minimal- und
Für Sie entscheidend: IO Link
IO-Link ist als offene Schnittstelle konzipiert. Sie definiert u. a. die Übertragungsphysik, das feldbusneutrale
Schnittstellenprotokoll für die Übertragung der Prozess- und Servicedaten sowie Möglichkeiten der Systemintegration. Hierdurch sowie durch die erfolgte
Standardisierung ist
gewährleistet, dass
IO-Link an alle industrieüblichen Feldbus-,
Steuerungs- und Automatisierungssysteme anbinden lässt. So
erfolgt die Kommunikation dann durch
Das IO Link Anschlussmodul dient
der Ankopplung IOLink- fähiger Sensoren an Feldbusse.
202]neue verpackung 4.2008
konzept des Touch Screen – Panels haMaximalerfassung und gewährleisten so
ben die Bedienung der Maschine in eiein korrektes und vollständiges Stapeln
nem bisher nicht gekannten Ausmaß
der Rollen in mehreren Lagen. Zeitvereinfacht. „Das gilt sowohl für die
gleich zu diesen Prozessen überwachen
Umstellung zwischen verschiedenen
zwei Lichttaster im jeweils aktiven KarVerpackungsaufträgen als auch für die
tonmagazin die präzise Position der ZuStörungsbehebung und vorbeugende
schnitte. „Diese Position kann durch die
Maschinenwartung“, bestätigt Stefan
einstellbaren Sensorabfragen für jedes
Michael. So wurde bei der InbetriebnahFormat so genau vorgegeben werden,
me für jedes zu verarbeitende Format
dass immer eine optimale Ausrichtung
über das Teach-Feld auf dem Touch
im Aufrichter gewährleistet wird“, beScreen eine exakte Einstellung der
richtet Arno Averbeck. Im Aufrichter
Lichttaster vorgenommen. „Im Betrieb
findet eine weitere Anwesenheitserkenwerden die optimalen Parameter, z. B.
nung des Zuschnittes statt, ebenso im
Tastweite oder Hysterese des Sensors,
Packer, in dem die Rollenlagen in den
Karton verschoben werden. „Um
Neue Technologien brauchen bis zu ihrer
all diese Funktioersten Umsetzung und der Etablierung als
nen zu überwachen und mögAnwendungsstandard immer ihre Zeit.
liche Störungen in
jeder Schicht und
aus dem Automatisierungssystem abgean jedem Tag schnell und gezielt beherufen, an die Sensoren übertragen und
ben zu können, haben wir auf höchste
bei Bedarf auf dem Panel angezeigt“, erBedienfreundlichkeit der Maschine
läutert Mario Olliges. Kollege Arno
Wert gelegt“, sagt Stefan Michael.
Averbeck ergänzt: „Eine mechanische
Nachjustierung der Sensoren bei jedem
IO Link „spricht“ Klartext bei der SenAuftragswechsel entfällt, zudem sind ihsoreinstellung und Störungsanalyse
re Einstellungen von Auftrag zu Auftrag
Die Kommunikationsfähigkeit der IO –
zu 100 % reproduzierbar und damit verLink – Sensoren, in diesem Fall eingelässlich.“ Im Falle einer Störung kann
bettet in das vorhandene Profibus DP
sich der Maschinenbediener sofort ein
Konzept des Kartonverpackers, und die
Bild von der möglichen Ursache maIntegration der intuitiv verständlichen
chen. „Er berührt auf dem Panel die beAnzeige der Sensorsignale in das von
treffende Sensordarstellung und erhält
Meurer vorhandene Visualisierungssofort alle wichtigen Diagnoseinformationen, z. B. die Signalqualität als Zahl
und Balkenanzeige, den Status des
Schaltausgangs, den Verschmutzungszustand, die Anzeige eines möglichen
Kurzschlusses und Informationen über
Pulsmodulation der DC24V Versorgungsden etwaigen Einfluss von Fremdsensospannung als serielles UART-Protokoll.
ren oder auch Dejustage“, erläutert SteDie Übertragung der typischerweise
fan Michael, wie schnell und einfach
2 Byte Prozessein- und –ausgangsdaten
man ohne spezifische Automatisieerfordert eine Zykluszeit von 2ms. Für
rungskenntnisse aktuelle Fehler behesehr schnelle Schaltvorgänge lässt sich
ben kann. Mit diesen Informationen ist
das Konzept um einen Echtzeit-Ausgang
es auch möglich, die Anlage in einer Beerweitern. Damit gehen die zahlreichen
triebspause vorbeugend zu warten und
Vorteile, die IO-Link bietet, nicht zu Lasso Ausfallzeiten durch ungeplante Maten der Prozessgeschwindigkeit. Die
schinenstillstände zu vermeiden. Mario
Übertragung von bis zu 32 Byte DiagnoOlliges sieht noch einen weiteren
se-, Parameter- und sonstiger ServiceAspekt: „Viele Maschinen sind nicht so
daten erfolgt wechselwirkungsfrei zum
nah an unserem Standort in Fürstenau
Schaltausgang. Für die Feldbusanbinwie die bei Duni in Bramsche, sondern
dung geeigneter Sensoren sind lediglich
werden irgendwo in der Welt eingesetzt.
IO-Link- Anschaltmodule erforderlich. An
Sind diese Anlagen mit IO – Link ausdieses lassen sich heute bis zu vier Sensogerüstet, können wir per Modemverbinren über ungeschirmte, bis zu 20 m lange
dung zur Steuerung in der Anlage direkt
dreipolige Standardkabel anschließen.
bis hinab zum Sensor schauen und so bei
Damit ist das Konzept kompatibel zur
der Parametrierung und Fehlerbehebislang üblichen Schalt- und Anschlussbung schnell und effizient Support leistechnik.
ten. Dies ist ein bisher undenkbarer
Neue Verpackung 2006 04/2008, S. 203, 28.03.2008, 13:53, SB
Haben die weltweit erste IO Link – Verpackungsanlage realisiert:
Olaf Ophoff (Sick Vertriebs-GmbH, Stefan Michael (Duni GmbH &
Co. KG), Mario Olliges (Meurer Verpackungssysteme GmbH & Co.
KG), Arno Averbeck (Meurer Verpackungssysteme GmbH & Co. KG)
und Bernd Brockhoff (Sick Vertriebs-GmbH), v.l.n.r.
Mehrwert für den Betreiber im Bereich
„Condition Monitoring“.
Die Anwender kommen aus den
Startlöchern
Neue Technologien brauchen bis zu ihrer
ersten Umsetzung und der Etablierung als
Anwendungsstandard immer ihre Zeit.
Das war auch bei IO Link nicht anders.
Aufgrund der absoluten Kabelkompatibilität zu derzeitigen Installationen, der
möglichen Integration von nicht IO-Link
fähigen Sensoren, sowie Kostenneutralität beim Sensor ist die Situation heute
grundlegend anders. Das Beispiel der weltweit ersten Produktiv-Installation von IO
Link bei Duni zeigt, dass die Anwender aus
den Startlöchern kommen. „IO-Link wird
in allen zukünftigen Maschinen von uns
gefordert werden“, so Stefan Michael. Neben der Verpackungsbranche ist IO Link
auch für die Lager- und Fördertechnik ein
Thema – ebenso wie für die Pharmaindustrie, die sich mit dem Thema Maschinenvalidierung bis zum Sensor befasst, und alle anderen Branchen, in denen die Verfügbarkeit einer Anlage oder Maschine eine
Rolle spielt. Man erkennt die Vorteile von
aktiven Sensoren in Maschinen und profitiert davon, dass auch zunehmend geeignete Sensorik auf den Markt kommt. Hier
bietet Sick bereits heute ein breite Vielfalt
an Geräten und Integrationstechnologien
– Lichttaster, Automatisierungs-Lichtgitter, magnetische Zylindersensoren, IOLink Masteranschaltmodule u. a. m., die
dem Anwender nicht nur ein hohes Maß
an Investitionssicherheit gewährleisten,
sondern ohne zusätzliche Bussysteme mit
den vorhandenen Sensorleitungen kosteneffizient einen Mehrwert der Maschine
bieten. 쐽