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.