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antriebstechnik 3/2019

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Auf den Geschmack

Auf den Geschmack gekommen Intelligente Extrudersteuerung als Lösung für die Kunststoffextrusion Die APD-Schlauchtechnik GmbH lernte durch den Erwerb neuer Extruder eine intelligente Antriebs-, Sensorik- und Steuerungslösung für die Kunststoffextrusion kennen. Aufgrund der positiven Erfahrung sollen nun auch sukzessive ältere Maschinen damit aufgerüstet werden. Die APD Petzetakis Schlauchtechnik GmbH (APD) produziert am Standort Schwalmtal im Dreischichtbetrieb Kunststoffschläuche aller Art. Das seit 2015 zur Schauenburg Gruppe gehörende Unternehmen setzt dazu auf 22 teils vollautomatischen Produktionslinien eine Vielzahl von Technologien ein. Zur Modernisierung und Erweiterung der Produktion von Gewebe-, monoextrudierten- und Spiralschläuchen erwarb APD im Laufe der vergangenen Jahre sieben neue Extruder. Über diese Maschinen kamen die Schwalmtaler erstmals in Kontakt mit den Technologien für die Kunststoffextrusion aus dem Hause Gefran; denn alle neuen Extruder sind mit Frequenzumrichtern, Massedruckmessumformern und der Steuerungssoftware ‚eXtru+‘ des Spezialisten für Antriebstechnik, Sensorik und Automation ausgerüstet. Kompaktes Steuerungstemplate „Unsere alten Extruder wurden und werden zum Teil noch durch ein wahres Sammel­ Torsten Fuchs ist Niederlassungsleiter bei der Gefran Deutschland GmbH in Seligenstadt surium von einzelnen Reglern, Motorstartern und Potentiometern kontrolliert“, erklärt Mike Frühe, Leiter der Instand haltung bei ADP. Die Nachteile waren zahlreich: So benötigten die vielen Einzelinstrumente viel Platz und waren komplex zu bedienen, denn jede Heizzone war mit einem eigenen Regler ausgestattet, der individuell zu handhaben war. Mit der Steuerung der neuen Extruder werden dagegen alle sechs Heizzonen über ein einziges Gerät geregelt. Das spart Platz und erleichtert die Bedienung. Vollständig personalisierbare Software Die vorkonfigurierte Softwareanwendung eXtru+ erlaubt die einfache Steuerung eines einzelnen Extruders. Sie ist vollständig personalisierbar und gestattet das Management von bis zu zwölf Temperaturregelzonen, die Konfiguration von zwei Motoren als Master/Slave sowie die Steuerung im Synchronbetrieb. Zur Optimierung der Energieeffizienz des Extrusionsprozesses sind die Funktionen „Energy Saving“ für die erste Aufheizphase und „Smart Power“ für die folgende Produktionsphase integriert. Zusätzlich bietet das Software­ Template zahlreiche Automatisierungsfunktionen wie Alarm- und Rezeptverwaltung, „Früher musste jede Heizzone einzeln geregelt werden. Das gehört nun der Vergangenheit an.“ vorbeugende Wartung, Trenddarstellungen von Temperatur und anderen analogen Größen, Fernzugriff, die Log-Datei des Bedienerzugriffs sowie die Wochenuhr für die Einschaltung der Temperaturregelung. „Wir hatten zunächst Bedenken, dass die Mannschaft die neue Steuerung nicht annehmen würde oder Probleme mit dem Touch-Display hätte. Doch diese Sorge war unbegründet“, resümiert Mike Frühe. Die neue Technologie wurde wohl auch aufgrund der Vorteile für die Bediener gut angenommen: Alle wichtigen Daten werden übersichtlich auf einem Display dargestellt und die Temperatureinstellung für alle 20 antriebstechnik 3/2019

STEUERN UND AUTOMATISIEREN sechs Heizzonen erfolgt zentral. „Früher musste jede Heizzone einzeln geregelt werden. Heute ist das zwar auch noch möglich, doch wir können jetzt über die ±-Taste der Steuerung auch alle Heizzonen bei gleichbleibender Temperaturdifferenz mit nur einem Knopfdruck um denselben Betrag verändern. Dieses Feature kommt bei der Mannschaft sehr gut an“, so Frühe. Qualitätskontrolle verbessert Doch nicht nur hinsichtlich Bedienbarkeit und Platzersparnis profitiert ADP von der eXtru+-Steuerung, sie erhöht auch die Produktionssicherheit und verbessert die Qualitätskontrolle. „Wir fertigen in unseren Extrudern ganz unterschiedliche Produkte. Mit der Steuerung können wir für jeden Artikel festhalten, wie er gefahren wurde“, erklärt Mike Frühe. Experimente und ein mühsames Herantasten wie früher gehören damit der Vergangenheit an. Heute werden Prozesskenngrößen wie Material, Drücke, Temperatur, Drehzahlen etc. in der Rezeptverwaltung gespeichert und können bei Bedarf jederzeit wieder abgerufen werden. Eine kontinuierliche Überwachung der Ströme gibt bei kritischen Veränderungen – etwa, wenn ein Heizelement nicht mehr funktioniert – einen Alarm aus. Das hat insbesondere für die Wartung große Vor teile, denn das Problem ist sofort lokalisiert und die Ursachensuche nicht mehr erforderlich. Zudem werden durch den recht zeitigen Alarm Folgeprobleme und kosten intensive Produktionsausfälle reduziert. Füllmedienhaltige Masse druckmessumformer Neben der Steuerung ist auch die Ausstattung der Extruder mit Massedruckumformern neu. Die alten Maschinen von APD kamen ohne diese Sensoren aus. Das hätte jedoch zu einem Sicherheitsproblem werden können. Schließlich bauen Extruder im Betrieb sehr hohe Drücke von stellenweise bis zu 430 bar auf. Dieser Druck lässt sich ohne Massedruckmessumformer nicht präzise messen. Überschreitet er im Betrieb den kritischen Wert, kann die ganze Produktionslinie stillstehen. Um dies zu vermeiden, musste der jeweilige Mitarbeiter stets seine volle Aufmerksamkeit dem Extruder widmen. Die neuen Aggregate ver­ fügen über Massedrucksensoren vom Typ MN mit flexibler Verbindung und Performance Level c. Damit entsprechen sie den Sicherheitsvorgaben der Maschinenrichtlinie. Der Sensor löst bei Erreichen eines vorgegebenen kritischen Wertes (Druck und Temperatur) einen Voralarm aus und macht so den Mitarbeiter auf das Problem aufmerksam. Handelt es sich nicht nur um eine vorrübergehende Störung, sondern steigen Druck und/oder Temperatur weiter an, dann leuchtet eine rote Lampe auf und der Extruder schaltet ab. „Die bewegliche Verbindung des MN-Sensors gibt uns die Möglichkeit, den Messkopf mit der empfindlichen Elektronik so zu positionieren, dass er vor mechanischen Beeinträchtigungen geschützt ist“, erläutert Mike Frühe. So könne etwa beim Spritzkopfwechsel schon mal ein Werkzeug oder Bauteil herunterfallen und dadurch der Sensor zerstört werden. Daher sei es besser, wenn die Elektronik mithilfe der flexiblen Verbindung außerhalb des Gefahrenbereichs platziert wird. 01 Mit der Steuerung werden alle sechs Heizzonen eines Extruders über ein einziges Gerät intelligent geregelt 02 Das Display bietet neben generellen Informationen auch den Zugang zur Alarm- und Rezeptverwaltung sowie zu Unterseiten wie Extruder, Motor oder Temperatur Die Massedruckmessumformer der Serie MN wurden speziell für die Erfassung des Massedrucks in Umgebungen mit hohen Temperaturen bis 400 °C konzipiert. Das Konstruktionsprinzip basiert auf der hydraulischen Druckübertragung. Die mechanische Belastung wird dabei über eine nicht komprimierbare Flüssigkeit übertragen und der Druck via DMS­ Technik in ein elektrisches Signal umgeformt. Weitere Aufrüstungen geplant Aufgrund der positiven Erfahrungen sollen im laufenden Jahr einige ältere Maschinen ebenfalls mit der eXtru+ und den Sensoren aufgerüstet werden. Darüber hinaus hat die ebenfalls zur Schauenburg Gruppe gehörende Vacuflex GmbH bereits eine Steuerung bei Gefran angefragt. Fotos: Gefran www.gefran.com 03 Die Schmelzdrucksensoren der Serie MN wurden speziell für die Druckmessung von heißen Kunststoffschmelzen bis 400 °C konzipiert antriebstechnik 3/2019 21

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