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Total integrierte Kunststoffautomatisierung

: Siemens


Die Theysohn Extrusionstechnik GmbH liefert schlüsselfertige Anlagen zur Herstellung von Kunststoffrohren und –profilen... ...Kern dieser Anlagen sind Extruder, deren hauptsächliches technologisches Know-How in der mechanischen Umsetzung von Plastifizierungsprozessen bei Kunststoffen liegt.

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Als erste Maschine mit der neuen Automatisierungslösung wird der parallele, gegenläufige Doppelschneckenextruder TTS88P-26 auf der Kunststoffmesse K in Düsseldorf Ende Oktober 2007 ausgestellt, hier kurz vor dem Abtransport zur Messe. Bild: x-Technik

Als erste Maschine mit der neuen Automatisierungslösung wird der parallele,...

Für die neueste Generation dieser Maschinen wurde die Automatisierungstechnik völlig neu entwickelt. Die Hardware wurde als Gesamtlösung an Siemens Automation & Drives vergeben. Sie ist ein Musterbeispiel für Totally Integrated Automation.

Ob als Rohr oder als Profil: Extrudierte Kunststofflangware ist aus dem täglichen Leben nicht mehr weg zu denken. Das reicht von offensichtlichen Anwendungen wie Kunststofffenstern über Rohre und Profile für technische Anwendungen bis hin zu den in den USA und Osteuropa verbreiteten Verplankungen von Häuserfassaden, den sogenannten Sidings.

Gefertigt werden solche Profile mit Extrudern, in denen das pulverförmige Vormaterial durch kontrollierte Verdichtung mittels zwei gegenläufiger Extruderschnecken in einen plastischen Zustand gebracht und anschließend durch eine formgebende Düse gepresst wird.

Einer der führenden Hersteller von Hochleistungs-Extrusionsmaschinen ist die Firma Theysohn Extrusionstechnik in Korneuburg. Mit dem auf Profilwerkzeuge spezialisierten Schwesterunternehmen Topf Kunststofftechnik in Kirchdorf an der Krems liefert Theysohn schlüsselfertige Lösungen für die Herstellung von PVC-Rohren und PVC-Profilen für die Fenster- und Türenerzeugung. Technologischer Kern der Anlagen sind die oft mehrere Meter langen Stahlschnecken, Im Gegensatz zu Förderschnecken weisen diese vom Konzernunternehmen Theysohn Extruderkomponenten in Salzgitter gefertigten Präzisionsteile in verschiedenen Zonen unterschiedliche Steigungen auf.

Die von Theysohn gefertigten parallelen und konischen Doppelschneckenextruder
eignen sich zum Extrudieren eines einzelnen oder mehrerer paralleler Stränge. Da es beim Extrudieren auf höchste Präzision über sehr lange ununterbrochene Produktionszeiträume ankommt und zugleich enorme Kräfte auf die Spindeln wirken, ist eine weitere Kernkomponente der Antrieb. Leistungsstarke und genaue Spezialgetriebe übertragen die Antriebskräfte, die bei Theysohn bereits seit 1997 grundsätzlich von Drehstrommotoren mit geberloser Vektorregelung aufgebracht werden.

Die durch Robustheit und Genauigkeit über Jahre erworbene Marktstellung von Theysohn offenbart sich in den Verkaufszahlen. Der weitaus überwiegende Teil geht in den Übersee-Export. Auf der Kunststoffmesse K in Düsseldorf wird Ende Oktober 2007 –Stand 16D21 erstmals die TTS88P-26, ein paralleler, gegenläufiger Doppelschneckenextruder für Profile von 80 bis 300 mm Durchmesser und einem Materialdurchsatz von 330 kg/Std. mit neuer Siemens-Steuerungstechnik ausgestellt.

Steuerungstechnik vernetzt Gesamtwerk

Im bei SIMEA (Siemens Industrial Manufacturing, Engineering and Applications) in Linz gefertigten und ausgerüsteten Schaltschrank des Extruders bietet sich dem Betrachter ein sehr aufgeräumtes Bild. Die Steuerung selbst läuft auf einem Microbox 427B Industrie-PC mit WinAC RTX und WinCC flexible. Die Prozessschnittstelle zur Maschine stellt eine Simotion E510 als kompakte Peripherieeinheit mit zahlreichen Sensoreingängen sowie analogen und digitalen I/Os dar. Diese Einheit wurde von Siemens speziell mit Hinblick auf die Bedürfnisse der Kunststoffindustrie für den Einsatz in Extrudern und Spritzgießmaschinen entwickelt. Die Bedienung erfolgt über ein kundenspezifisch gefertigtes Touchpanel mit Folientastatur.

„Eines unserer Motive für die Neuentwicklung der Automatisierungstechnik war neben der durch den technischen Fortschritt erzielbaren Kostenreduktion die Netzwerktechnologie, die wir in unseren Überlegungen an die erste Stelle setzten“, erläutert Ing. Reinhold Koller, Leiter der Elektrotechnik & Softwareentwicklung
bei Theysohn. Die ist unter anderem deshalb von Bedeutung, weil neben dem eigentlichen Extruder auch sämtliche vor- und nachgelagerten Produktionsschritte in einen Gesamtprozess integriert sind.

Ing. Franz Reschl, technische Geschäftsführung der Theysohn Extrusionstechnik GmbH, drückt das so aus: „Dank Totally Integrated Automation (TIA) können wir unseren Kunden erstmals eine durchgängige Automatisierungslösung bieten. Dabei sind nicht nur SPS, Visualisierung und Antriebe im Extruder vernetzt, der leistungsstarke POFIBUS ermöglicht auch die Integration der gesamten Nachfolge.“

Automatisierungslösung aus einer Hand

Eines der Ziele der Neuentwicklung war, sowohl die Erstinbetriebnahme als auch die Wartung und Instandhaltung der langlebigen Maschinen im Feld zu vereinfachen. Es war daher nahe liegend, einen Partner zu suchen, der möglichst die gesamte Lösung aus einer Hand bieten kann.

Solche Anbieter sind nicht sehr zahlreich, und so konnten nur wenige Angebote die weit gesteckten Ziele erfüllen. Vorteilhaft für Siemens Automation & Drives, die nach gründlicher Evaluierung als Sieger hervorgingen, war, dass das Unternehmen mit einem Kompetenzteam für Kunststoffmaschinen einen weiteren Schritt vom Produktlieferanten zum Lösungsanbieter gegangen war und eine Art „Sorglos-Paket“ anbieten konnte.

Das ist einerseits technisch zu sehen: Neben der oben erwähnten Maschinensteuerung mit bis zu 24 Frequenzumrichtern ist bis zum Touchpanel und den eigentlichen Motoren und Antrieben die gesamte Hard- und Software aus dem Hause Siemens. Damit hat der Hersteller alle Komponenten auich wirklich im Griff und konnte gemeinsam mit dem Kunden eine ausfallssichere
Lösung schaffen, etwa mit der SPS auf separatem Echtzeit-Kernel oder mit Direkteinbindung des Touchpanels über einen eigenen Profibus-Controller, die auch bei Totalausfall des IPC einen Notbetrieb ermöglicht. Das Inbetriebnahmetool, das den direkten Zugriff über Ethernet erlaubt, ist ein weiterer Baustein, der dem Schlagwort Total Integrated Automation Bedeutung verleiht.

Ing. Franz Reschl, technische Geschäftsführung der Theysohn Extrusionstechnik GmbH: „Unsere Extruder sind bekannt für ihre robuste Ausführung und hohe Wirtschaftlichkeit. Siemens bietet uns mit ihren industriellen Lösungen die optimale Ergänzung für unsere hochwertigen mechanischen Komponenten.“

Sorgenfrei durch weltweite Unterstützung

Kostenreduktion wurde jedoch nicht nur in der zukunftssicheren technischen Lösung der Erstausstattung angestrebt, sondern über die gesamte Einsatzdauer, vor allem in Bezug auf Wartung und Instandhaltung. Diese wird zum Einen durch die Möglichkeit zur Fernwartung erreicht. Daneben war die weltweite lokale Präsenz von Siemens entscheidungsfördernd. Ing. Reschl: „ Das weltweite Servicenetz von Siemens bietet uns und unseren Kunden hohe Ersatzteilverfügbarkeit und optimalen Support.“

Erreicht wird die Versorgungssicherheit mit passenden Ersatzteilen durch eine Endverbleibsmeldung, durch die innerhalb der Siemens-Organisation der Einsatzort jeder verbauten Komponente bekannt ist und somit in der nächst gelegenen Zweigstelle ein Ersatzteillager aufgebaut werden kann. Zusätzlich ist es möglich von überall aus mittels virtuellem Lager auf sämtliche lokale Ersatzteilbestände weltweit zurück zu greifen.

„Auch das trägt zur sprichwörtlichen Robustheit und Zuverlässigkeit unserer Maschinen bei.“, sagt der Leiter der Elektrotechnik & Softwareentwicklung Ing. Reinhold Koller. „Die Partnerschaft mit Siemens hilft uns, die Stärken des größten weltweit tätigen Automatisierungsanbieters mit unseren eigenen zum vereinen und den Nutzen für unsere Kunden zu maximieren.“

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