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.“