Aktuelles

Reif für die Modernisierung in der Milchzentrale

Innovation Systemsteuerung einer Brücken-Krananlage

Wie viel Potential in einer alten Krananlage steckt, zeigt ein Projekt der UCS Industrieelektronik GmbH. Im Auftrag der Breitenburger Milchzentrale modernisierten die Automatisierungsspezialisten einen in die Jahre gekommenen "Käsekran" und ermöglichten somit eine erhebliche Kapazitätserweiterung. Durch den Einbau von zusätzlichen Salzwannen und den Umbau der Steuerungssysteme wurde nicht nur die Anzahl der automatisch angefahrenen Positionen nahezu verdoppelt, auch der Zeit- und Bedienungsaufwand sowie die Sicherheit konnten optimiert werden.

Arbeiten nur an den Wochenenden möglich

Die Aufgaben, die die UCS Industrieelektronik GmbH aus Wedel an der Krananlage für die Käseproduktion (Tragfähigkeit 1000 kg) zu lösen hatte, waren so umfangreich wie anspruchsvoll: Die vorhandene Steuerung sollte gegen eine neue getauscht, die Frequenzregelung der Antriebe sowie das Wegmesssystem für Fahr- und Katzantrieb erneuert und das mechanische Antipendelsystem durch ein softwaretechnisches System ausgewechselt werden. Um die Ausfallzeiten während der Umbauarbeiten so gering wie möglich zu halten, wurden die Arbeiten am System schrittweise und weitgehend an den Wochenenden vorgenommen, sodass während der Woche - bis auf die Tage, an denen die neuen Salzbäder installiert wurden - die Produktion reibungslos fortgeführt werden konnte. Auch der Verdrahtungsaufwand wurde minimiert, indem alle neu eingesetzten Bauteile und Systeme, vom Frequenzumrichter über das Wegmesssystem von Pepperl + Fuchs bis zum Drehgeber von Fraba Posital, über Profibus angebunden wurden. Zur Verbesserung der Ersatzteilverfügbarkeit wurde dabei die alte Steuerung Simatic S5 durch eine moderne Siemens S7-400 ersetzt. Die Programme wurden dadurch lesbarer und übersichtlicher. Weitere Vorteile sind die wesentlich schnelleren Zykluszeiten und ein größerer Speicher. Zur Unterstützung bei eventuell auftretenden Störungen kann über eine Modemverbindung Einsicht in das Programm genommen werden (einfacher Teleservice).

Käsekran: Transport einer Horde über dem Salzbad / Absetzen einer Käsehorde vor der Entleerstation Startbild auf dem Touch Panel / Visualisierung der Hordenverwaltung

Elektronischer Kollisions- und Korrosionsschutz

Da die neuen Salzbäder mit einem erhöhten Lakebestand betrieben werden, ist die visuelle Überprüfung der Belegung einer angefahrenen Horden-Position nicht mehr möglich. Um Kollisionen zu verhindern, wird diese Aufgabe nun von der Software übernommen. Das Programm vergleicht den Fahrauftrag mit der gespeicherten Belegung und warnt im Fall einer drohenden Überbelegung den Bediener. Selbst im Handbetrieb werden bei Hordenbewegungen die Belegungen gespeichert. Eine nachträgliche Manipulation über das Touch-Panel ist selbstverständlich möglich. Ein anderes Problem, das durch die Salzbäder verursacht wird, ist die Korrosion an den Aluminiumprofilen des Wegmesssystems. Die salzhaltige Luft im Kranbereich führte bisher schnell zu einer Schwergängigkeit des Lesekopf-Führungswagens. UCS ersetzte den üblichen Lesekopf durch den WCS3 von Pepperl + Fuchs. Die neue Variante des Lesekopfes benötigt keinen korrisionsanfälligen Führungswagen mehr. Die Codeschiene wird berührungslos auf optoelektronischem Wege abgetastet.

Mathematische Verschleißminderung

Mit dem neuen Antipendelsystem ist trotz abgesenktem Greifer eine Bewegung in den Achsen Brücke, Katze und auch Heben/Senken möglich. Über eine mathematische Funktion wird ohne zusätzliche mechanische Führung wie Seilverspannung oder Führungshülsen die Pendelbewegung ausgeglichen. Der mechanische Verschleiß und somit auch der Wartungsaufwand verringern sich dadurch erheblich. Unnötige Leerfahrten des Hubwerks bleiben aus, und die Umschlagzahlen wurden erhöht. Für eine flexiblere Positionierung des Hubantriebs sorgt ein Drehgeber von Fraba Posital. Die komplett in Edelstahl gehaltene, korrosionsunempfindliche Ausführung ermöglicht eine frei definierbare Umschalthöhe für den Schleichgang sowie Stopppositionen beim Anfahren. Der "Absolutdrehgeber" kann nach Einschalten der Anlage sofort gestartet werden. Referenzfahrten erübrigen sich somit. Durch die Umstellung aller Antriebe auf Frequenzumrichterbetrieb gestalten sich die Bewegungsabläufe nun sanfter. Hierdurch wurde es möglich, auch auf kurzen Strecken mit Höchstgeschwindigkeit zu verfahren - und Zeit zu sparen. Auch Motoren, die nicht für den Frequenzumrichterbetrieb geeignet sind, können dank einer speziellen Filtertechnik an den Danfoss-Frequenzumrichtern weiterhin genutzt werden.

Käsehorden-Management nach Rezept

Während der Umbauaktion wurde die Anlage steuerungs- und sicherheitstechnisch vorbereitet, um zu einem späteren Zeitpunkt über ein Käsehorden-Management-System gefahren werden zu können. Dieses ermöglicht den vollautomatischen Betrieb der Anlage. Die gewünschten Käsehorden können über ein Touch-Panel zur Beförderung freigegeben werden. Zudem brauchen die im Rezept hinterlegten Zeiten nicht mehr auf Papier notiert zu werden. Da die Bewegung und Abarbeitung der Aufträge automatisch und wegoptimiert geschieht, ist eine zusätzliche Zeitersparnis möglich. Die Status der Käsehorden sind farblich dargestellt und können bei Bedarf manipuliert werden. Alle Meldungen sind im Klartext zu lesen und ersetzen veraltete 7-Segment-Anzeigen. Um den Umgang mit den Positionswerten zu vereinfachen, werden in der Steuerung alle Werte in Millimeter umgerechnet. Durch den Einsatz des Standard-Touch-Panel kann das Servicepersonal schneller auf Fehler oder veränderte Gegebenheiten reagieren. Es zeigt sämtliche Positionswerte an und ermöglicht bei Austausch eines Wegmesssystems ein Rücksetzen auf den Preset-Wert sowie eine erneute Festlegung bereits gespeicherter Positionen. Über das Touch Panel lässt sich die Anlage sogar bei Ausfall der Funkfernsteuerung bedienen. Optional ist eine Chargenverfolgung und Anbindung an übergeordnete Systeme, auch Fremdsysteme, möglich. Ein abgestuftes Passwort-System schützt die Anlage sicher vor unbefugten Eingriffen.

Überzeugende Referenz für weitere Aufträge

Durch die Modernisierung der Krananlage konnte die Breitenburger Milchzentrale ihre Durchsatzleistung weiter erhöhen. Und auch UCS hat von diesem Projekt profitiert. Die Automatisierungsspezialisten können bei ihrem Auftrag für eine ostdeutsche Molkerei, wo es um die Modernisierung eines Käsekranes mit Hordenmanagement einschließlich Überarbeitung der Hordenbefüllung und -entleerung geht, bereits auf einige gute Erfahrungen zurückgreifen.

Projektdaten

Projekt: Modernisierung einer Krananlage zur Befüllung und Entleerung von Käsehorden

Betreiber: Breitenburger Milchzentrale eG, Itzehoe

Branche: Molkereiindustrie

Realisierungszeitraum: Oktober bis Dezember 2006

Ergebnisse der Modernisierung:
- Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit
- Erhöhung der Leistung durch neues Antriebskonzept
- komfortablere Bedienung
- höhere Betriebsdatenstände
- Reduzierung der Instandhaltungskosten (Ersatzteile, Störhäufigkeit, Wartung)

Generalunternehmer: UCS Industrieelektronik GmbH, Wedel

Leistungen:
- Konzepterstellung
- S7-Programmierung
- Antipendelsystem
- möglicher Betrieb eines Käsehorden-Managements
- Steuerungsumbauten
- Inbetriebnahme

Ausstattungen:
- S7-Steuerung
- frequenzgeregelte Antriebe
- Antipendelsystem
- Wegmesssystem führ Fahr- und Katzantrieb
- Absolutdrehgeber für Hubantrieb

Frank Kröger ist Projektleiter bei der UCS Industrieelektronik GmbH in Wedel


< zurück zur Übersicht

UCS Industrie-Elektronik GmbH • Rissener Straße 102 • 22880 Wedel • Fon +49 4103 93100 • Fax +49 4103 16005 • eMail info@ucs-industrieelektronik.de