Ob Grate an Motoren- und Gehäuseteilen oder Rückstände von Schmier- und Kühlstoffen – im Motorenbau sind Präzision und Sauberkeit das Maß der Dinge.

Ein international gefragter Spezialist für Anlagen zur Reinigung und Entgratung von Maschinenteilen ist die Maschinenbau Silberhorn GmbH in Lupburg. Mitte dieses Jahres lieferte die Maschinenbau Silberhorn GmbH zwei komplette Reinigungslinien für ein Automobilwerk im chinesischen Shenyang. SPANGLER Automation war dabei für Elektroplanung und Schaltschrankbau verantwortlich und unterstützte bei der Installation und Inbetriebnahme der Steuerungstechnik sowohl in Deutschland, als auch vor Ort in China.

Insgesamt drei Roboterzellen entgraten mit einem Wasserdruck von bis zu 600 bar Motorenteile. Bis zu 500 Teile durchlaufen die Linien pro Tag und werden dort im gleichen Zuge mit verschiedenen Reinigern von Rückständen aus der mechanischen Bearbeitung befreit und konserviert. Im Anschluss werden die behandelten Teile wieder in die Produktion eingeschleust oder gehen in ein Zwischenlager.

Nach Wunsch von OEM
Eine besondere Herausforderung war die Vielzahl und Komplexität der Anlagenprozesse, die es bei der Programmierung der Steuerung zu berücksichtigen galt. Hinzu kamen detaillierte Vorgaben für Steuerungstechnik und Programmierung durch die Lastenhefte des Automobilherstellers. SPANGLER konnte auch an dieser Stelle die Maschinenbau Silberhorn GmbH tatkräftig unterstützen und somit zur reibungslosen Umsetzung des Projekts beitragen.

Eine Extraktionsanlage zur Gewinnung von ätherischen Ölen, Aromen oder anderen natürlichen Extrakten basiert auf langjährig bewährten Prozessen. Soll eine derartige Anlage nach US-amerikanischen Spezifikationen konzipiert werden, erwarten die Hersteller von Maschinen- und Steuerungstechnik besondere Herausforderungen.

Im vorgestellten Projekt ist SPANGLER Automation von der Devex Verfahrenstechnik GmbH in Warendorf damit beauftragt worden, innerhalb von vier Monaten eine Steuerung für eine Pilotanlage zur Heilpflanzen-Extraktion gemäß der amerikanischen Normen UL508A und UL698A zu planen und die dafür notwendige Steuerungstechnik aufzubauen.

UL508A regelt den gesamten Fertigungsprozess für den Schaltschrankbau in Nordamerika (Industrial Control Panels) bis hin zur Inbetriebnahme. UL698A bildet dabei die Grundlage für Schaltschränke, die in besonders gefährdeten Umgebungen (Hazardous Locations) eingesetzt werden. SPANGLER ist einer von nur wenigen deutschen Herstellern, der zertifiziert ist, Schaltschränke nach der UL Norm 698A zu fertigen, und so den amerikanischen Markt zu beliefern. Da die Essenzen in diesem Fall mit Hilfe von leicht entzündlichem Ethanol extrahiert werden, musste die Anlage die Voraussetzungen für den explosionsgefährdeten Bereich (Class. I, Div. 2) gemäß des National Electrical Code erfüllen.

Von Töging nach Colorado

Zum Leistungsumfang zählten die Schaltanlage inklusive Datenarchivierung mit Fernzugriff, ein Bedienschrank mit Touchpanel sowie die Programmierung und Visualisierung der komplett auf einem Skid-Rahmen gefertigten Anlage. SPANGLER bringt im Umgang mit amerikanischen Normen jahrelange Erfahrung mit, weshalb die Konzeption einer Anlage unter diesen Herausforderungen zwar fachlich fordernd, aber zügig gelöst wurde. Um die Funktion sicherzustellen, wurde die Anlage vollständig bei SPANGLER montiert, verkabelt und geprüft, bevor sie nach Colorado ausgeliefert wurde.

Die Anwendung der SPANGLER Qualität am internationalen Pharmamarkt ist für SPANGLER ein zukunftsträchtiges Feld, denn die Extraktion von Heilpflanzenölen ist für zahlreiche Industriezweige interessant, insbesondere für die Pharma-, Kosmetik- und die chemische Industrie.

Was liegt näher, als für regenerativ erzeugten Strom eine Art Energiespeicher einzusetzen, der diesen jederzeit in die anderen Sektoren wie Verkehr und Industrie bringt, um sie zu dekarbonisieren? Elektrolyseure, die grünen Strom in grünen Wasserstoff umzuwandeln, sind hierfür die technischen Schlüsselbausteine. Die H-TEC SYSTEMS GmbH hat solche Elektrolyseure (PEM-Verfahren) entwickelt, die die Umwandlung mit einem Wirkungsgrad bis zu 95% leisten. Mit grünem Wasserstoff können Autos, Lkw, Züge, Schiffe etc. CO₂-emissionsarm fahren. SPANGLER Automation hat für dieses Projekt die Schaltanlage und das Leitsystem mit Prozessoberfläche konzipiert.

Die PEM-Elektrolyseure aus der Modellreihe ME100/350 werden in Deutschlands größtem grünen Wasserstoff-Mobilitätsprojekt eFarm eingesetzt. Hierbei wird unter Beteiligung vieler Akteure in Nordfriesland aus Windstrom grüner Wasserstoff erzeugt und als Kraftstoff vermarktet. Da die gesamte Technik des dort installierten Elektrolyseurs in einem 20-Fuß-Container untergebracht ist, ist ein dezentraler Einsatz dieses Mediumerzeugers kein Problem.

Sicheres Bedienkonzept

Diese Flexibilität wird aber auch gleichzeitig in den Anforderungen an die Bedienung deutlich. Da sich der Elektrolyseur praktisch überall einsetzen lässt, muss die Bedienoberfläche so gestaltet sein, dass auch Bediener mit kurzer Einweisungszeit damit problemlos zurechtkommen. Hinzu kommen noch zahllose Annahmen und Redundanzen, um das Risiko möglicher Fehlfunktionen auszuschließen, da der gasförmige Wasserstoff hochexplosiv ist. Deshalb wurde als Sicherheitsanforderungsstufe Safety Integrity Level (SIL) 2 realisiert. Dieses zielt darauf ab, mögliche Risiken für Kunden, Anlage und Bediener schon vom Vornherein zu entdecken und zu minimieren.

Die ökonomisch und ökologisch tragbare Erzeugung von grünem Wasserstoff, um ihn als Treibstoff oder als Speicher großer Energiemengen einzusetzen, ist eine der zentralen Herausforderungen im Zuge der Umstellung auf regenerative Energieerzeugung. SPANGLER Automation hilft, sie zu bewältigen.

Sie sind die elektronischen Supervisoren über Maschinensteuerungen, Datenflüsse und Datensicherheit: Die Prozessleitsysteme (PLS). Daher ist die Arbeitsaufgabe der SPANGLER Leitsystemprogrammierer klar definiert: Die steuerungstechnische Basis für die intelligente Nutzung großer Datenmengen und die Vernetzung von Produktions- und Verfahrensmaschinen schaffen.

Vor allem für großflächige Industrieanlagen oder vielstufige Prozesse ist ein durchdachtes Prozessleitsystem die Existenzgrundlage. Denn ein solches System steuert nicht nur den Datenfluss, sondern zeichnet die Daten auch auf, protokolliert sie und wertet diese aus. Die Anlagenfahrer und Betriebsingenieure erhalten auf diesem Wege Informationen über die Einstell- und Leistungswerte der einzelnen Maschinen- und Produktionsdaten, über deren Wartungszustand oder auch über diejenigen Bauteile, die sich ihrer Verschleißgrenze nähern. „Auf diese Weise erhöhen die Anlagen ihre Produktivität, da weniger Zeit für Wartungszeiten reserviert werden muss. Zusätzlich steigt die Lebenserwartung der Anlagen“, sagt Christian Brandmüller, Geschäftsführer bei SPANGLER. „SPANGLER hat in einer großen Anzahl an Projekten einen reichhaltigen Erfahrungsschatz aufgebaut. Unsere Leitsystemprogrammierer arbeiten kompetent und professionell und sind im ständigen Austausch mit verschiedenen Herstellern.“

Nachricht bei Gefahr

Kommt es dennoch zu einem Zwischenfall oder gar einer Gefahrensituation, löst das System automatisch Alarm aus. Die Alarmstufe richtet sich dabei nach der Schwere des Zwischenfalls und reicht von einer kurzen Textnachricht an einen oder mehrere Empfänger bis zur Auslösung eines Großalarms.

Der Umfang eines Prozessleitsystems richtet sich nach der Größenordnung der zu steuernden Elemente und Prozesse: Hardwaremäßig ist vom einfachen PC bis zum Serverbetriebssystem alles möglich. Als Software setzt SPANGLER auf modular aufgebaute Produkte von FlowChief oder SIEMENS – damit Kunden immer das passende System bekommen.

Jede Kartoffel ist in Größe, Beschaffenheit oder Verschmutzung unterschiedlich. Bei einer automatisierten Verarbeitung liegt der Fokus auf intelligenten Fertigungsschritten und die Einhaltung höchster Hygienevorschriften. So auch bei der neuen Produktionslinie des bayerischen Knödelspezialisten Burgis GmbH aus Neumarkt in der Oberpfalz.

Bayerische Knollen

SPANGLER hat das erfolgreiche Familienunternehmen Burgis beim Neubau einer Fertigung begleitet und die elektrotechnischen Anlagen gefertigt. Das Außenlager, erste Station der Kartoffeln nach der Ernte, wurde mit viel Weitblick projektiert. Zukünftig wird hier ein QR-Code generiert, anhand dessen die vorgereinigten Knollen wieder der jeweiligen Charge zugeordnet werden können. Nach ihrer Ankunft im Hauptwerk verlieren die Kartoffeln in Wasch- und Schälmaschinen ihre Schale, bevor sie in bis zu vier Fertigungslinien zu Knödelprodukten verarbeitet werden. Dabei wird alles von einem zentralen Leitsystem gesteuert, das die einzelnen Maschinen zu einer intelligenten Fertigungskette zusammensetzt. Die Bedienung geschieht über mobile Geräte wie auch über mehrere in der Fertigung verteilte Touchpanels.

Schnelle Wartung, hygienische Reinigung

Das Engineering, also das Erarbeiten von Steuerungsvorgaben bis hin zur Infrastruktur, wurde bei diesem Projekt vollständig von SPANGLER geleistet. Die in der Anlage verteilte Sensortechnik ist über ein spezielles Bussystem steckbar, dem sogenannten IO-Link. Diese Anschlusstechnik ist störunempfindlich, weil keine geschirmten Kabel notwendig sind. Des Weiteren reduziert sie den Wartungsaufwand auf Plug&Play, da neue Sensoren automatisch über den IO-Master parametriert werden. Die Programmierung der Logik erfolgte auf fehlersicheren Siemens-SPSen S7-1515F – 2PN. Die Reparaturschalter und Not-Halt-Taster sowie die Touchdisplays wurden nach IP69K zertifizierter Bauart ausgeführt. Diese ist ausgelegt auf den ständigen Betrieb in feuchter Umgebung und für die Säuberung mit Hochdruck.

Modernes Energiemanagement

Eine moderne Fertigung muss auf bestmögliche Energieverbräuche achten. Das von SPANGLER erstellte Energiemanagementsystem protokolliert die Werte von Strom, Wasser, Druck, Temperaturen und Wasserdampf. Der Kunde kann so Trends, Grenzwerte oder Meldungen nach eigenem Bedarf zusammenstellen und die Produktion energieeffizienter betreiben.

Hannelore Spangler-Schäfer, Geschäftsführerin von SPANGLER: „Wir freuen uns über das erfolgreich abgeschlossene Projekt und das uns entgegengebrachte Vertrauen der Firma Burgis. Für die offene Kommunikation und die partnerschaftliche Zusammenarbeit möchten wir uns besonders herzlich bedanken.“

Einen digitalen Zwilling für eine Anlage zu programmieren, um die Abläufe der Anlage unter realen Bedingungen zu simulieren, wird in den nächsten Jahren zum Standard in der Automatisierungstechnik gehören.

Die Vorteile sind vielfältig. Komplexe Zusammenhänge hinsichtlich Steuerung und Materialfluss können in Echtzeit und unter praxisnahen Bedingungen getestet werden. Damit wird eine erhöhte Planungs- und Projektierungssicherheit erzielt, des Weiteren die Kosten bzw. Zeitfenster für Inbetriebnahmen deutlich gesenkt.

Virtuelle Inbetriebnahme bei SPANGLER

SPANGLER Automation ist mit der Umrüstung einer bestehenden Fertigungsanlage eines Automobilzulieferers beauftragt. Die Anlage, bestehend aus drei Linien, wurde auf eine neue Steuerungstechnik umgerüstet und mit dem ERP-System gekoppelt. Jedoch ohne die gesamte Anlage herunter zu fahren und mit minimalen Stillstandszeiten. Ein Retrofit mit möglichen Produktionsunterbrechungen wäre für den renommierten Zulieferer nicht tragbar gewesen. Vor diesem Hintergrund bot SPANGLER eine Linie-für-Linie-Umrüstung an, geplant und vorab simuliert durch eine virtuelle Inbetriebnahme.

Für die Umsetzung hat das Prozessautomatisierungs-Team von SPANGLER einen detailgetreuen „digitalen Zwilling“ erstellt. Die Simulationen wurden an eine fehlersichere SPS gekoppelt, um die Prozessabläufe in Echtzeit auf Herz und Nieren zu testen sowie die Produktionsbedingungen anzupassen. Ein Training der Anwender konnte bereits im Vorfeld erfolgen. Die neue 33 Meter lange Schaltanlage mit 29 Feldern wurde vor Ort aufgebaut und übernahm mit der vorherigen virtuellen Inbetriebnahme unterbrechungsfrei die Steuerung.

Vorteile für Lieferant und Kunde

SPANGLER Automation sieht ein großes Potenzial bei der Nutzung von digitalen Zwillingen und das nicht nur durch verkürzte Inbetriebnahmezeiten. Thomas Zenk, Leiter der Prozessautomation, erklärt: „Bei Neuanlagen oder bei Retrofitprojekten einzelne Funktionen kundengerecht und gefahrlos entwickeln zu können, ist für uns und unsere Kunden ein signifikanter Wettbewerbsvorteil.“ Infolge der positiven Erfahrungen wird SPANGLER auch in Zukunft vermehrt auf den Aufbau von digitalen Zwillingen setzen.

Das Emirat Dubai verdoppelt die Kapazitäten seiner Hauptkläranlage in Jabel Ali. Basierend auf einem ersten Bauabschnitt, wird die Anlage auf eine Tagesleistung von rund 700.000 m³ ausgebaut.

Das neue Volumen basiert auf dem Bedarf von etwa 3,35 Millionen Einwohnern. Aus dem einstigen Abwasser soll wertvolles Brauchwasser entstehen, das beispielsweise zur Bewässerung von Nutzpflanzen eingesetzt werden kann.

Maximale Produktivität

Die HUBER SE führte einen Teilauftrag für die neue Kläranlage vor den Toren Dubais aus. Auftragsumfang war, neue Rechen, Waschpressen und Sandwaschanlagen zu installieren. Um einen Maschinenausfall zu vermeiden, hat SPANGLER die redundante SPS vom Typ Siemens S7-400 H eingebaut. „Die redundante Hardware ermöglicht Reparaturvorgänge, Serviceleistungen sowie Software-Updates durch die Austauschbarkeit im laufenden Betrieb“, berichtet SPANGLER Key Account International Daniel Götz.

Sicherheit für den Anwender

Da bei einem Störfall nicht die komplette Anlage spannungsfrei geschaltet werden kann, wurden die Schaltanlagen mit einer inneren Unterteilung in Form 4b geliefert. Der Betreiber muss somit nur die jeweilige Funktionseinheit ausschalten, um ohne Risiko an der Anlage arbeiten zu können. Mit Hilfe eines intelligenten Motormanagements können Daten wie Stromaufnahme, Wirkungsgrad und vieles mehr direkt aus dem Antriebsstrang gesammelt werden. Jeder Antrieb wird vollständig überwacht.

Hannelore Spangler-Schäfer, Christian Brandmüller und Daniel Götz nahmen bei einem Besuch in den Emiraten die Gelegenheit wahr, die beeindruckende Anlage vor Ort zu besichtigen. Die gesamte Steuerungstechnik hat SPANGLER bereits geliefert. Derzeit unterstützt das Serviceteam die Inbetriebnahme von Deutschland aus.

In der Automatisierungstechnik werden neben seriellen Feldbussen zunehmend Ethernet-Systeme für die Datenkommunikation herangezogen.

Klassische Feldbusse eröffneten in der Industrie ein großes Potenzial, doch mit Ethernet steht darüber hinaus eine Basis zur Integration der Automatisierung in der IT bereit, ganz im Sinne von Industrie 4.0. Wohin sich der Branchenstandard entwickelt, erklärt SPANGLER Geschäftsführer Christian Brandmüller.

Herausforderung in der Prozessautomation

Ethernet wird eingesetzt bei Lösungen für die Fertigungs- und Prozessautomatisierung, bei Anwendungen im Überwachungsbereich und für das gesamte Spektrum der Antriebssteuerung. Die Planung solcher Anlagen ist in einer speziellen Richtlinie geregelt, ebenso die Inbetriebnahme und Abnahme. Die Umsetzung dieser Richtline sollte der Fokus allen Bemühens sein.

Messtechnische Überprüfung – das Alpha und Omega

In der Planungsphase muss neben der Netzwerkstruktur auch die Netzlast beachtet werden. Hierzu ist es wichtig, die Zusammenhänge zwischen Aktualisierungsrate, Linientiefe und Netzwerkstruktur zu kennen. Am Ende des Planungsprozesses sollten Informationen zum Anlagenaufbau, Topologie, Komponentenauswahl und eine Auswahl des Übertragungsmediums vorliegen. Für die weiteren Überlegungen ist es auch von enormer Wichtigkeit ein gutes Wissen über die Steckverbinder und Kommunikationsbeziehungen zu haben. Dieses Wissen dient als Grundlage, um die zu übertragenden Datenmengen abschätzen zu können.

Besonders nach der Montage einer Anlage ist eine Qualifikation wichtig, da die Verkabelung im industriellen Umfeld hohen Belastungen ausgesetzt ist. Mit bloßem Auge sind Schäden oder Fehler nicht erkennbar. Immer komplexere Fertigungsabläufe gekoppelt mit elektromagnetisch und witterungsbedingt rauen industriellen Umgebungen erfordern eine robuste Kommunikations-Infrastruktur und die Übertragung von hohen Datenraten unter schwierigen Bedingungen.

Die Abnahme ist in vier Schritte unterteilt:

1. Sichtprüfung während der Montageabnahme
2. Abnahmemessung der Verkabelung mit Messprotokoll
3. Inbetriebnahme des PROFINET-Netzwerkes
4. Abnahme des Netzwerkes durchführen

Die Hälfte aller Ausfälle stehen im direkten Zusammenhang mit der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV).

Probleme sind dabei schwieriger zu finden, da die Datenübertragung in einem wesentlich höheren Frequenzbereich stattfindet. Damit liegt der Frequenzbereich der Störung und der Frequenzbereich der Datensignale in einer ähnlichen Größenordnung. Die Störungen sind nicht mehr so eindeutig der EMV zuzuordnen, da sie sich in einem veränderten Zeitverhalten bemerkbar machen und damit leicht mit Softwarefehlern verwechselt werden können.

Christian Brandmüller führt weiter aus: “Richtige EMV kostet nicht mehr, sondern bringt neben Wertsteigerung und Sicherheit auch die teilweise Refinanzierung der Investitionen durch verringerten Reparaturaufwand.“

Zur Lösung gehören das Messen von Leck-, Schirm- und Störströmen sowie die parallelen Untersuchungen mehrerer potentieller Störstrecken.

Skalierbarer Nutzen

SPANGLER hat bei einem Referenzprojekt durch eine ordnungsgemäße Überprüfung des Echtzeitbusses eine Erhöhung der Flexibilität, Effizienz, Verfügbarkeit und Qualität, sowie die Senkung von Produktionszeiten und Kosten realisiert. Für Brandmüller liegt der größte Vorteil in der effizienten Übertragung großer Datenmengen bei gleichzeitiger Wahrung der Echtzeit-Fähigkeit. Aber auch eine entsprechende Scope-Software wartete mit vielen nützlichen Applikationen auf, dazu gehört das Visualisieren der Anlagentopologie in Verbindung mit einer aussagekräftigen Anlagendiagnose.

Die SPANGLER GMBH hat zum 01.01.2019 einen neuen Geschäftsführer bestellt. Christian Brandmüller wechselte von der Vertriebsleitung in die Geschäftsführung.

Beständigkeit und langfristiges Denken sind zwei Werte aus dem SPANGLER Leitbild, dem sich das Töginger Unternehmen selbst verschrieben hat. Eine frühzeitige Ausrichtung für die Zukunft wurde folgerichtig auch mit der Bestellung des neuen Geschäftsführers durchgeführt. Damit kann sich SPANGLER an den im Leitbild definierten Werten messen lassen.

Umfangreiche Erfahrung im Kundenkontakt

Der Berchinger Christian Brandmüller wechselte nach seiner Ausbildung zum Elektromaschinenbauer vor 25 Jahren in das Töginger Unternehmen. Er war für 16 Jahre als Leiter der Abteilung Vertrieb sowie seit 2009 als Prokurist tätig. Seine langjährige Erfahrung mit Kunden, Lieferanten und Partnern des Unternehmens kann er nun in seine Tätigkeit als Geschäftsführer einfließen lassen.

Hoher Anspruch an Seriosität

„Christian Brandmüller verkörpert für uns genau die Werte, für die wir als Familienunternehmen stehen: Seriosität mit einem hohen Anspruch an sich selbst. Wir sind ein verlässlicher Partner für unsere Kunden, Lieferanten und Mitarbeiter“, erläutert Geschäftsführerin und Firmengründerin Hannelore Spangler-Schäfer. „Wir freuen uns, dass Christian Brandmüller die künftige Unternehmensleitung unterstützen wird.“

Als elementare Sicherheitsbauteile gehören Bremssysteme regelmäßig auf den Prüfstand. Die Knorr Bremse AG zählt zu den international führenden Herstellern von Bremssystemen für Schienen- und Nutzfahrzeuge. Die US-amerikanische Tochtergesellschaft des Konzerns, die Knorr Brake Company, hat jetzt einen Hydrogeräteprüfstand installiert, mit dessen Hilfe Bremssysteme von Schienenfahrzeugen systematisch überprüft werden.

SPANGLER hat den elektrotechnischen Anteil des Prüfstandes gemäß der amerikanischen Norm UL508A geplant und die dafür notwendige Steuerungstechnik gefertigt. Diese Norm regelt den gesamten Fertigungsprozess des Schaltschrankbaus für den Bereich des nordamerikanischen Marktes. Auf dem Prüfstand können alle Knorr-Bremssysteme getestet werden.

Individuell angepasst

Die Planung und Ausrichtung des Prüfstandes auf die amerikanischen Rahmenbedingungen stellte alle Beteiligten vor eine besondere Herausforderung. So mussten unter anderem spezielle Adapter vorgeschaltet werden, um die amerikanischen Systeme anschließen zu können. Knorr Bremse musste bestimmte mechanische und hydraulische Komponenten den landesspezifischen Anforderungen anpassen.

Als Besonderheit hat SPANGLER die Stromversorgung der Anlagensteuerung über ein Trennsystem vom übrigen Versorgungsnetz des Standortes isoliert, so dass der Hydrogeräteprüfstand über sein eigenes IT-Netz gesteuert wird. Durch den Einsatz von leistungsstarken Labornetzteilen und den direkten Zugriff zum Prüfling musste ein deutliches Augenmerk auf den Personenschutz gelegt werden. Eine wichtige Maßnahme in diesem Sinne war der Einsatz eines Isolationswächters und die daraus resultierende Potentialtrennung der Stromkreise.

Hochzeit in Töging

Die Zusammenführung der mechanischen und hydraulischen Komponenten mit der Steuerungstechnik hat SPANGLER übernommen. „Die sogenannte Hochzeit haben wir an unserem Produktionsstandort Töging vollzogen und den Prüfstand auf Herz und Nieren getestet, damit die Inbetriebnahme in den USA möglichst reibungslos verläuft“, berichtet Projektleiter Anton Höcker.

Betonsilos bringen große Mengen Beton vom Mischfahrzeug zum Einbauort. Die Florian Eichinger GmbH in Mühlhausen fertigt unter den Schlagworten „Robust.Orange.Eichinger“ Baustellen-Equipment, das nicht nur im Bundesgebiet, sondern weltweit einen hervorragenden Ruf genießt.

Oberflächenbehandlung nach Wahl

SPANGLER erhielt den Auftrag, eine bestehende Umlaufanlage zur Oberflächenbehandlung zu modernisieren. Geliefert wurde eine neue Schaltanlage mit Siemens CPU S7-1515-2PN und einem Touchpanel TP1500 als Bedienstelle.

Bei der Florian Eichinger GmbH werden die geschweißten Silos in ein an der Decke umlaufendes Schienensystem eingehängt und damit automatisch zu den verschiedenen Bearbeitungsschritten befördert. Der Anlagenbediener entscheidet über die Oberflächenbehandlung und wählt über eine Vor-Ort-Bedienstelle die gewünschte Bearbeitung aus. Die Auswahl wird in der Steuerung gespeichert und der weitere Transportweg automatisch vorgegeben.

Über den Jahreswechsel

Auf Wunsch des Kunden hat SPANGLER den Austausch der Steuerung  in den Betriebsferien zum Jahreswechsel vorgenommen. Als erster Schritt wurden die neuen Teile der Maschinentechnik und Sensorik parallel zum laufenden Betrieb verkabelt. Mit Beginn des Produktionstopps wurden alle Schaltanlagen von unseren Mitarbeitern fachgerecht demontiert, die neue Steuerungstechnik aufgestellt und die Anlagentechnik angeschlossen. Abschließend war zur Inbetriebnahme und Produktionsbegleitung ein Team aus Monteuren, Programmierern und Projektleitern für mehrere Tage vor Ort.

Umsetzung nach Plan

Durch die gute Vorbereitung und Zusammenarbeit aller Beteiligten konnten Steuerungsprozesse optimiert und damit eine Steigerung der Produktivität erreicht werden. Die Geschäftsleitung der Florian Eichinger GmbH freute sich über die Effizienzgewinne und bedankte sich für die sehr gute Planung und Kommunikation.

Bereits bei mehr als 30 Produktionsanlagen für Biogas kam das Know-how von SPANGLER Automation zum Einsatz. Das letzte Projekt wurde in Kroatien zum Abschluss gebracht.

Kreislauf der Biogaserzeugung

Biogasanlagen werden mit unterschiedlichen organischen Stoffen wie z.B. Energiepflanzen, biologischen Abfällen oder Gülle beschickt. In den Anlagen werden die Ausgangsmaterialien bakteriell zu Biogas verarbeitet, welches meist vor Ort zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt wird. Alternativ kann das Gas zu Biomethan aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist werden. Die verbleibenden Fest- bzw. Flüssigstoffe finden in der Landwirtschaft als Dünger Verwendung.

Sicherheit geht vor

Hinter diesem beschleunigten Fermentierungsvorgang, mit großen Behältnissen und schwerer Mechanik, steckt eine umfangreiche und ausgefeilte Elektrotechnik. Mehr und mehr finden beim Betrieb moderner Biogasanlagen Leitsysteme Anwendung, um den gesamten Ablauf der Gasproduktion visuell darstellen und bedienen zu können. Der Zugriff zur Anlagensteuerung erfolgt primär über einen PC auf der Anlage. Anstelle von fest installierten Vor-Ort-Bedienstellen wird diese Funktion von einem Tablet-PC übernommen, die ein kabelloses Eingreifen und Parametrieren in der Anlage ermöglicht. Neben der Sicherstellung eines fehlerlosen Produktionsprozesses muss immer die Sicherheit für die Bediener an oberster Stelle stehen. Gefährdungskritische Bauteile, von denen auch eine Verletzungsgefahr ausgehen könnte, werden deshalb durch eine sicherheitsgerichtete SPS, wie der Siemens 1516F-3 PN/DP, gesteuert.

In alle Welt

SPANGLER setzt für verschiedene Kunden Biogasanlagen um. Geliefert wurden diese neben Deutschland u.a. nach Singapur, Kroatien, Chile oder Russland. Dabei wurden kleinere Anlagen mit 500 KW und einer Silofüllung durch Speisereste genauso wie industrielle Anlagen mit über 3 MW und einer Beschickung durch Energiepflanzen umgesetzt. Mit jeder umgesetzten und programmierten Anlage wird das bei SPANGLER gesammelte Know-how angereichert und sorgt für einen reibungslosen Ablauf bei den nachfolgenden Anlagen.

Innsbruck ist trendiges Wintersportzentrum, Studentenstadt und Österreichs fünftgrößter besiedelter Raum. SPANGLER hat hier die Erweiterung der städtischen Abwasserreinigungsanlage begleitet, die das Abwasser der Region energieeffizient reinigt und somit für weiteres Bevölkerungswachstum Kapazitäten bietet.

Serviceoptimierte Auslegung

Ausgangspunkt für die Auslegung waren sechs HUBER Schlammentwässerungsmaschinen, die bereits einige Jahre zuvor von SPANGLER in Betrieb genommen wurden. Der von diesen Maschinen entwässerte Schlamm wird nun zusätzlich in einem Trockner weiter feuchtereduziert. Dazu automatisierte SPANGLER einen Bandtrockner HUBER BT16. Bei der Steuerung wurde fast ausschließlich auf Siemens-Bauteile mit Busschnittstelle zurückgegriffen. Der Betreiber hat so den Vorteil, dass die Datendurchgängigkeit gesichert ist und auf die Anlage jederzeit durch Fernwartung zugegriffen werden kann. Unsere Mitarbeiter sind deshalb in der Lage, neben Programmupdates auch Servicefälle von der Ferne aus abzuarbeiten.

Zentraler Sammelpunkt

Der Maschinen- und Prozessablauf wurde mit der Software Siemens TIA Portal programmiert. Die Visualisierung und Bedienung erfolgt über zwei in den Schaltanlagen verbauten IPCs. Eine Kamera mit eigenem Bildschirm und Fernzugriff unterstützt den Betreiber bei der Überwachung der Schlammaufgabe auf den Trockner. Zusätzlich ist die Datenanbindung des Bandtrockners an das bereits bestehende Kläranlagenleitsystem über das Protokoll OPC-DA realisiert. Die SPANGLER-Lösung fungiert auch als Sammelpunkt für Daten anderer Gewerke, wie dem Trockenschlammsilo, der Heißwasser- und der Schlammentwässerungsanlage.

Erweitertes Pflichtenheft

Vor Projektstart wurde ein erweitertes Pflichtenheft formuliert, das als Novum nicht nur die geforderten elektrotechnischen Funktionen, sondern auch die verfahrenstechnische Vorgehensweise beschreibt, weshalb unsere Programmierer weitestgehend offene Fragen ohne Rücksprache des Verfahrenstechnikers lösen konnten. HUBER und SPANGLER konnten so die Forderung einer schnellen Umsetzung erfüllen.

Windkraftanlagen haben zwar gigantische Ausmaße, sind aber prinzipiell seriengefertigte Massenprodukte. Schwieriger und zeitraubender gestaltet sich regelmäßig die Logistik mehrerer Meter großer Anlagenteile, z. B. in den Fernen Osten. Warum also nicht gleich die gesamte Fertigung dorthin verlegen und lokale Wertschöpfung mit deutschem Know-how verbinden? Mit der Erstellung eines Fertigungsleitsystems hat SPANGLER in Kooperation mit seinem Kunden Max Bögl Wind AG für das mobile Werk des Kunden den Kontakt zum Mutterwerk in Deutschland sichergestellt.

Kommunikation über OPC UA

Bis aus dem angelieferten Stahl und Sand fertige Betonhalbschalen für die Türme von Windkraftanlagen werden, ist einiges an Arbeit zu erledigen. Dabei wird jeder Vorgang mit allen für den Prozess wichtigen Daten dokumentiert, um eine gleichbleibende Qualität zu erzielen. Das Leitsystem kommuniziert mit allen Maschinen über sieben verschiedene Protokolle, unter anderem OPC UA. Nach dem Engineering der Max Bögl Wind AG wurde das Leitsystem von SPANGLER auf dem Kundenserver installiert und in Betrieb genommen. Alle weltweit gesammelten Daten können nun per Fernzugriff aus der Zentrale angesehen und ausgewertet werden.

Versand in  257 Seecontainern

Damit die Fertigung versendet werden konnte, wurden Hallen und Maschinen zerlegt und auf 257 Container verteilt. Dabei mussten über 250 Kabel von SPANGLER erfasst und verwaltet werden, damit beim Wiederaufbau des mobilen Fertigteilwerkes unnötige Zeitverluste minimiert werden.

Kabelverlegung mit Tablet

Um den Monteuren bei der Kabelverlegung sprachunabhängig die passende Hilfestellung geben zu können, wurde nach Wunsch und Vorgabe von Max Bögl ein kundenspezifisches Scansystem von SPANGLER entwickelt. Der Monteur kann somit jedes Kabel über einen Kabel-Barcode abscannen und erhält am zugehörigen Tablet grafisch aufgezeigt, wo das Kabel zum einen an der Quelle und am Ziel angeschlossen werden muss und zum anderen, über welche Kabelwege er das Kabel verlegen muss. Zusätzlich wird ihm auch visuell am Tablet der genaue Anschluss am jeweiligen Bauteil mit Zusatzinformationen, wie z. B. dem Drehmoment, aufgezeigt. Bei diesem Scansystem wurde ebenfalls eine Rechte- und Revisionsverwaltung integriert. Somit sind jegliche Informationen zum Status des Kabels in Bezug auf Verlegung und Anschluss jederzeit abrufbar.

Das Scansystem wurde von Max Bögl zudem auch speziell für die logistische Abwicklung weiterentwickelt. Die Monteure können so Informationen zur Lage des Containers, sowie zum jeweiligen Container-Inhalt abrufen. Man kann genau nachvollziehen, welche Kabel sich wo befinden, von welchem Monteur sie bereits verlegt und wo sie angeschlossen worden sind.

Bildquellen: Max Bögl Wind AG

Smart living – der Trend der reaktiven und vernetzten Gebäudeausstattung für Privathaushalte wird mehr und mehr auch für industrielle Lösungen interessant. Intelligente Thermostate, die im Urlaub die Temperatur nach unten regeln, sind längst genauso Realität wie automatisch schließende Fenstermarkisen. Für diese Zwecke werden im Heimanwenderbereich verschiedenste Softwarelösungen und Techniken angeboten. SPANGLER hat für die Koller Gruppe, einem Zulieferer aus der Automobilbranche, ein System installiert, das die Vorteile von Maschinen- und Gebäudeleittechnik zusammenführt.

Technische Gebäudeinstallation (TGA)

Die technische Gebäudeinstallation beschäftigt sich mit Schaltern, Sensoren, Aktoren, Licht, Rollos, Heizung oder Kälte. SPANGLER hatte für seinen Kunden zusätzlich den Anspruch Teile der Maschinentechnik zu erfassen, um Energieströme zu überwachen und zu verwalten. Grundlage der Lösung bildet ein angepasstes Leitsystem des Herstellers FlowChief. SPANGLER hat Koordinierungsgespräche mit allen Firmen übernommen, um alle Gewerke erfolgreich in die Software zu integrieren.

Leitsystem und Energiemanagement

Mithilfe des Rechtesystems kann vom Administrator festgelegt werden, welche Mitarbeiter welche Parameter verändern dürfen. Über das Alarm- und Warnmeldesystem werden alle Meldungen archiviert. Als zusätzliche Instanz wurde auch ein Energiemanagementsystem des Typs eGem implementiert.

Der Schwerpunkt des Leitsystems liegt in der Steuerung und Überwachung aller prozessrelevanten Daten sowie im Messen, Auswerten und Archivieren dieser in einer Datenbank. Das Energiemanagementsystem dient zur weiteren Analyse der angefallenen Leistungsdaten und zu deren Darstellung. So kann zum Beispiel der komplette Energiebedarf (Strom, Wasser, Wärme, Druck, etc.) von einer Maschine oder einem Prozess visualisiert werden. Damit kann der Betreiber jetzt schon die strengen Dokumentationsvorgaben zum Energieverbrauch in der Automobilbranche einhalten.

In die Zukunft investiert

Für die Koller Gruppe rechnet sich die Anschaffung der SPANGLER-Lösung, da sie neben kostengünstiger Industriehardware auch die Vorgaben des gesetzlich vorgegebenen Energiemanagements erfüllt. Dadurch können bereits Kosten für energieintensive Maschinen gesenkt werden, während auch die Grundsteine für spätere Zertifizierungen gelegt sind.

Für die HUBER Technology España S.L.U.wurde für eine Abwasserreinigungsanlage nahe der spanischen Großstadt Sevilla die Steuerung für dreizehn Umlaufrechen und zwei Förderbänder erneuert. SPANGLER ist stets offen für Wünsche der Kunden und kann sich aus umfangreichen Erfahrungen von umgesetzten Projekten bedienen. Ohne größere Herausforderungen wurde deshalb eine Allen-Bradley-Steuerung von Rockwell realisiert, um die Steuerungstechnik zukunftssicher und modern zu gestalten. SPANGLER hat bereits die komplette Allen-Bradley-Palette ausgeführt, von der MicroLogix bis hin zur redundanten ControlLogix. In diesem Fall fiel die Wahl auf die Mitte, die CompactLogix.

Kundenspezifische Lösungen

Jede Anlage wird speziell auf das zugedachte Anwendungsfeld hin konzipiert, programmiert und gefertigt. Dennoch kann bei Anlagen, die nur in Details abgeändert sind, auf einen Standardpool aus Programm- und Funktionsbausteinen zurückgegriffen werden. SPANGLER kann auch jedes technisch machbare Bauteil integrieren. Die Gründe für diese Kundenwünsche sind verschiedenster Art, wie Zertifizierungs- und Zulassungsgründe, persönlicher Präferenzen, der Versorgung mit Ersatzteilen in einem Land oder der Integration in bestehende Systeme.

Freie Gestaltung in jedem Bauteil

Im Fall der Anlage in Spanien wurde die SPS mit einer CompactLogix und dem PanelView Plus 7 HMI von Allen Bradley ausgeführt. Die SPANGLER-Lösung wurde in ein bereits vorhandenes Leitsystem integriert, das zwar die manuelle Steuerung der Antriebe für Testzwecke erlaubt, jedoch nicht befähigt ist, den Automatikablauf der Anlage vom Leitsystem aus zu steuern. Damit kann SPANGLER die Stärken eines Leitsystems, wie Datenarchivierung, Störungsverarbeitung und Fernwartung nutzen, ohne gleichzeitig die Fähigkeiten einer neuen Anlage zu vernachlässigen oder einen kompletten Umbau der Leitsystemarchitektur umzusetzten.

PM-Antriebe stehen für Motoren, deren Rotor mit Permanentmagneten ausgestattet ist. Aufgrund ihrer Bauart versprechen sie Anwendern einen höheren Wirkungsgrad als die konventionellen Asynchronmotoren. Die kleinen Kraftmaschinen sind aber nicht ohne Schattenseiten. Permanentmagnetmotoren können nicht einmal probeweise direkt am Netz betrieben werden, sondern nur mit Frequenzumrichtern. SPANGLER Automation hat für die HUBER SE einen ortsveränderlichen Teststand entwickelt, um Maschinen in der Fertigungshalle und auf Baustellen mit unterschiedlichen Drehzahlen testen zu können. An diesen Maschinen sind sowohl Asynchron- als auch Permanentmagnetmotoren verbaut.

Personenschutz geht vor

Damit der Teststand an verschiedene Motoren und Maschinen angeschlossen werden kann, wurden die Zuleitung und die Motoren steckbar gestaltet. Dies erhöht die Flexibilität der Anlage, stellte jedoch auch besondere Anforderungen an den Personenschutz. So darf eine elektrische Ausrüstung mit Frequenzumrichter nicht ohne weiteres an eine Steckdose, überwacht mit einem Fehlerstromschutzschalter (RCD) des Typs A, angesteckt werden. Diese RCDs des Typs A sind nur zum Erkennen von Fehlern mit Wechselspannung ausgelegt. Kommt es zum Gleichstrom-Fehlerfall, könnte dieser RCD den Fehler entweder nicht erkennen und Personen verletzt werden, beziehungsweise könnte der RCD für immer beschädigt werden, was in späteren Situationen zu Personenschäden führen könnte.

Begrenzung Gleichfehlerstrom 6mA

Die RCDs des Typs A sind noch in vielen Produktionsstätten verbreitet. SPANGLER hat eine Lösung gefunden, den Personenschutz für steckbare Ausrüstungen von 30mA zu gewährleisten und zudem den Gleichstrom-Fehleranteil unter 6mA zu begrenzen. Mit einem speziellen Fehlerstromschutzschalter Typ B MI für mobile Einheiten darf die Anlage einem Typ A nachgeschaltet werden. Die Auslöseschwelle von 6mADC verhindert ein gefährliches Vormagnetisieren des vorgeschalteten Fehlerstromschutzschalters des Typs A infolge eines glatten Gleichfehlerstromes.

Nachweis der Wirksamkeit im Prüflabor

Durch Einbau eines ableitstromarmen Filters vor dem Frequenzumrichter konnten auch die Grenzwerte für Störaussendungen bei drehzahlveränderbaren Antrieben (150kHz – 30MHz) Klasse C1 eingehalten und nachgewiesen werden. Zudem wurde mit dem Einbau des Filters eine weitere Forderung (Ableitstrom <3,5mA) für mobile Anlagen erfüllt. Die Wirksamkeit aller dieser Maßnahmen wurde durch eine EMV-Prüfung im Prüflabor bei der Firma EPA GmbH nachgewiesen.

SPS-Programmierungen sind die Spezialität von SPANGLER, doch auch mit der Programmierung individueller Software kann das Unternehmen genug Erfahrung aufweisen. Erst kürzlich wurde mit dem Fuhrparkmanagement eine weitere selbst programmierte Software auf den Markt gebracht. Langfristig positioniert sich SPANGLER damit als kompetenter Anbieter maßgeschneiderter Software.

Komfortable Verwaltung und Auswertung

„Mit dem SPANGLER Fuhrparkmanagement können wir Fahrzeugdaten erfassen, kontrollieren und auswerten. Der Verwaltungsaufwand der Fahrzeuge verringert sich erheblich, wobei sich gleichzeitig die Qualität für Verwalter und Benutzer merklich erhöht“, umreißt Andreas Amler, Projektverantwortlicher bei SPANGLER, die Stärken der Lösung. „Die Software ermöglicht Planung und Überwachung von Terminen wie TÜV, Winter- und Sommerreifenwechsel, aber auch digitale Fahrtenbücher, Schadensmanagement und Kostenerfassung.“ Für Kunden macht sich die Software interessant, indem die Lösung speziell angepasst ist an die Bedürfnisse kleiner und mittlerer Firmen (mit mehr als drei Fahrzeugen). Für diese Benutzer ist die Software auf das Wesentliche reduziert. Ein weiterer Vorteil für den Kunden ist der enge Kontakt zum Softwareentwickler. SPANGLER ist als aufmerksamer Partner stets an Feedback zur Individualisierung der Software für seine Kunden interessiert.

Orientierung als Softwaredienstleister

SPANGLER wird auch in Zukunft Software für den internen und externen Gebrauch entwickeln. Aber gerade Kundenaufträgen sieht man in Töging interessiert entgegen. „Wir haben die Kompetenz, wir haben die Fachkräfte und wenn Bedarf vorhanden ist, werden wir unsere Leistungen als Softwareentwickler gerne anbieten“, fasst Geschäftsführerin Tina Lambert das zukunftsorientierte Betätigungsfeld bei SPANGLER zusammen.

Weitere Informationen: Software Systeme

Unter laufender Produktion einen Fertigungsprozess zu modernisieren ist immer eine anspruchsvolle Aufgabe. SPANGLER Automation bewältigte ein derartiges Projekt für die Knorr-Bremse AG, international agierender Hersteller von Bremssystemen für Schienen- und Nutzfahrzeuge.

Simulation vor Inbetriebnahme

Am niederbayerischen Standort Aldersbach westlich von Passau wurde die Steuerung der Galvanisierung umfassend modernisiert. „Nach einer Bestandsaufnahme haben wir eine neue Schaltanlage projektiert, programmiert und gebaut“, berichtet einer der SPANGLER-Projektleiter. „Die neue Anlage haben wir zunächst parallel zur alten Anlage betrieben, sodass wir diese ohne Produktionsunterbrechung in Betrieb nehmen konnten.“ Zusätzliche Zeit sparten die Steuerungsspezialisten durch die Verbindung von Simulation und Inbetriebnahme. Jede neue Software wurde zuerst in Töging simuliert, ehe sie in Aldersbach auch implementiert wurde. An drei Wochentagen wurde schrittweise neue Software eingespielt, in der restlichen Zeit wurde der jeweils nächste Schritt vorbereitet und getestet. Damit konnte bereits im Vorfeld das Bedienpersonal auf das neue System geschult werden.

Umbauarbeiten in der Urlaubszeit

Die Galvanotechnik wird in diesem Falle zur Eloxierung von Aluminiumbauteilen nach dem Eintauchverfahren eingesetzt. Dazu durchlaufen die Teile mit Hilfe eines Transportsystems 26 Bäder. Den Stillstand der Fertigung über die Weihnachtsfeiertage bis Silvester nutzte das SPANGLER-Team, um die letzten großen Umschlussarbeiten auf das neue Leitsystem zu vollziehen.

Hinterlegte Rezeptverwaltung

Das von SPANGLER genutzte Leitsystem bietet zusätzlich zur Bedienung und Visualisierung auch die Anbindung an eine Datenbank zum Austausch von Produktionsdaten mit dem Kunden ERP. Mittels Barcodescanner werden so die gefertigten Teile erfasst und mit einem hinterlegten Rezept aus der integrierten Rezeptverwaltung kombiniert. Auf Knopfdruck werden dann die einzelnen Schritte durchgeführt. Zusätzlich taktet die Anlage Aufträge selbstständig ein, um Leerlaufzeiten zu vermeiden.

Mühlhausen ist eine Gemeinde in der Oberpfalz. Sie liegt circa 15 Kilometer südlich von Neumarkt und besteht aus 21 Ortsteilen. Für diese wachsende Gemeinde wurde SPANGLER beauftragt zwei Kläranlagen und ein Wasserwerk mit aktuellen und zeitgemäßen Steuerungen auszustatten und die Anlagen an die Anforderungen der Digitalisierung anzupassen. „Man kann nicht einfach ein Wasserwerk zum Umbau abstellen. Darum liefern nun die benachbarten Wasserwerke in einem Notverbund das Wasser für die Bürger. Im Laufe des Jahres wird dann Mühlhausen Wasser zurückliefern, um die Bilanz auszugleichen“, erklärt Hubert Rackl, SPANGLER Verkaufsleiter, die Wichtigkeit der Anlagen.

Hardwareupgrade von Siemens S5 auf S7-1500

Dazu wurden in den Anlagen die vorhandenen Siemens-S5-Steuerungen im laufenden Betrieb entnommen und die vorhandenen Programme an die neue SPS des Typs S7-1500 angepasst. Um die Anlagen auf den aktuellsten Stand der Technik zu heben, wurde zusätzlich ein Leitsystem installiert. Es waren bereits mehrere Systeme im Einsatz, die verschiedene Funktionen wie Wasseraufbereitung und Wasserversorgung einzeln steuerten. Vier dieser Systeme wurden von SPANGLER nun in einem modernen Leitsystem zusammengeführt.  Hardwareseitig knüpft dieses an den SPSen an und leitet die Daten an einen PC-Bedienstand, ermöglicht aber auch die Bedienung ortsunabhängig über mobile Geräte wie Tablets oder Mobiltelefone.

Modularer Aufbau

Für den Kunden rechnet sich diese Erneuerung, da er nun statt mehrerer Leitsysteme ein einziges zu verwalten hat und sich über ein System aus Zugangsrechten auf die verschiedenen Anlagen aufschalten kann. Weitere Module der Technik wie turnusmäßige Datenarchivierung, Störmeldeverwaltung und das automatische Berichtswesen für das Wasserwirtschaftsamt DaBay sind ebenfalls in der Lösung enthalten.