Von Michaela Wassenberg

Pulverförmige Milchnahrung für Babys ist ein sensibles Produkt, das schonend und sicher in entsprechende Folienbeutel und Umverpackungen abgefüllt werden muss. Die Verpackungslogistik dahinter muss bis ins Kleinste durchdacht sein. Rovema bietet für derlei Verpackungsprozesse umfassende Turn-Key-Systeme an, von der Primärverpackung in Schlauchbeuteln über die präsentationsgerechte Sekundärverpackung für den Verkauf bis hin zur Tertiärverpackung für den Transport.

Reibungslose Formatverstellung

Wichtig bei komplexen Anlagensystemen ist, trotz spezifischer Produktcharakteristika über eine möglichst hohe Flexibilität zu verfügen, um verschiedenste Varianten von Produkten, Schlauchbeutel- und Kartongrößen produzieren zu können. Es kommt also auf eine reibungslose Formatverstellung bei verschiedenen Verpackungsgrößen an, um möglichst effizient und prozesssicher zu produzieren.

Rovema setzt hier sowohl bei den Kartoniermaschinen als auch bei den Schlauchbeutelmaschinen auf die elektronische Positionsanzeigen AP10 mit IO-Link-Schnittstelle von Siko zur überwachten und sicheren Formatverstellung. Innerhalb einer aktuellen Turn-Key-Anlage von können bis zu 40 Verstellpunkte nötig sein, um alle Funktionen auf eine Produktvariante anzupassen.

Die Verstellung mit rein mechanischen Positionsanzeigen ist daher sehr anfällig für Fehler und Ungenauigkeiten. Bevor der Verpackungsanlagenbauer zur elektronischen Lösung griff, waren bereits ähnliche Wettbewerbsprodukte im Einsatz, die jedoch einen zusätzlich eingebundenen Controller benötigten. Dies war umständlicher zu verbinden und zudem teuer. Mit der neuen Anzeige mit IO-Link-Schnittstelle lassen sich die Kosten für den Controller sparen und die Positionsanzeigen als IOLink-Devices einfacher in die Maschinensteuerung integrieren.

Ingo Hamel, Head of Innovation R&D bei Rovema, erläutert: „IO-Link ist ein Kommunikationsstandard, der bei uns bereits als Schnittstelle für Sensorik, aber auch Aktorik verstärkt eingesetzt wird. Daher war es naheliegend, dies auch für die Formatverstellung anzudenken und bei Siko anzufragen. Uns verbindet bereits eine langjährige konstruktive Zusammenarbeit im Bereich der mechanischen Positionsanzeigen.“

Moritz Müller, Produktmanager PositionLine bei Siko, nahm die Anregung gerne auf: „Wir arbeiteten ebenfalls bereits mit IO-Link und entwickelten so die AP10 mit IO-Link-Schnittstelle, die einfach und sicher in Maschinensteuerungen zu integrieren ist.“

Bei dieser Option setzt Rovema auf elektronische Positionsanzeigen von Siko für die Formatverstellungen. (Bild: Rovema)

Eindeutige Werte in der Steuerung

Entsprechend der jeweiligen Verpackungsgrößen müssen stets alle 40 Verstellpunkte entlang der Anlage auf die neuen Maße angepasst werden. Die meisten Verstellpunkte liegen hierbei im Bereich Kartonierer und Endverpackung, weniger bei der Schlauchbeutelmaschine.

Für ein neues Format wird das zugehörige Rezept in der Steuerung angewählt, wodurch alle elektronischen Positionsanzeigen die neuen Sollwerte direkt über die IO-Link-Schnittstelle mitgeteilt bekommen und diese auf dem hinterleuchteten Display gut lesbar anzeigen. Die LEDs der Anzeigen schalten umgehend auf Rot, da nun die aktuelle Position nicht mehr stimmt.

Der Bediener stellt jetzt mechanisch alle entsprechenden Punkte auf die neuen Werte ein – ein weiterer ergonomischer Vorteil: Die AP10 signalisiert über die LEDs und das LCD mit entsprechenden Pfeilen die Richtung zum Sollwert, sodass klar ersichtlich ist, wohin der Bediener verstellen muss. Stimmen Position und Sollwerte dann überein, wechselt die LED-Anzeige auf Grün: Position erreicht.

So wird mit allen rot leuchtenden Positionsanzeigen verfahren, um schließlich das neue Produkt starten zu können. Die Vorteile für die Bediener liegen auf der Hand: keine Zettelwirtschaft mehr, keine langen Wertelisten, die es abzuhaken und zu dokumentieren gilt, sondern alle Werte liegen elektronisch schon vor und werden direkt an die Positionsanzeigen übermittelt.

Zudem erfolgt die Verstellung viel schneller und auch sicherer, da die Rückmeldung der LED-Leuchten eindeutig ist. Die Anlage lässt sich nur dann wieder starten, wenn alle entsprechenden Positionsanzeigen auf grün stehen.

Spielraum für Feinjustierung

Tatsächlich wird den Positionsanzeigen für die Sollwerte in diesem Fall um einen nominalen Wert herum ein gewisser Toleranzbereich vorgegeben, innerhalb dessen der Bediener Feinjustagemöglichkeiten hat und die Positionsanzeigen grün leuchten. Verlässt er den Bereich, schaltet die Anzeige auf Rot um. Dieser Spielraum kann bei Packmittelschwankungen im Kartonagebereich vorteilhaft sein.

Wenn Temperaturen bei Heißleim schwanken oder eine Kartonage etwas stärker gerillt ist, dann kann es sinnvoll sein, etwa die Führungen oder einen Anpressdruck von einem Faltwerkzeug leicht anzupassen. Laut Ingo Hamel wird diese Feinjustage von den Bedienern, die Anlage und Produkt am besten kennen, begrüßt: „Der Toleranzbereich erlaubt den Bedienern eine selbstständige Beurteilung der Situation und Handlungsspielraum. So werden die Prozesse effizienter und der Mitarbeiter fühlt sich einbezogen.“

Anzeigen als IO-Link-Device

Die AP10-Anzeigen sind sogenannte IOLink-Devices, die jeweils an einem Port an einen IO-Link-Master angesteckt werden, der in der Regel acht Ports umfasst. Vom Master aus verläuft die Kommunikation mit der Steuerung über ein anderes Hochleistungsprotokoll, in diesem Fall ist das Sercos III. Aber auch Ethernet/IP ist bei Rovema häufig im Einsatz.

Zettelwirtschaft ade: Die IO-Link-Anzeigen weißen dem Bediener mit Pfeilen in welche Richtung er verstellen muss. Stimmen die Positionen, leuchten die Status-LEDs grün und die Anlage kann anfahren. (Bild: Rovema)

Warum das Unternehmen nicht durchgängig auf Ethernet setzt, erklärt Moritz Müller: „IO-Link ist die wesentlich kostengünstigere Schnittstelle, die zudem deutlich geringere Anforderungen an die Verdrahtung stellt und somit einfach angeschlossen werden kann.“ Das bestätigt Ingo Hamel von Siko: „Wir waren sehr angetan, dass gleich die ersten Inbetriebnahmen auf Anhieb funktionierten – ohne großen Verkabelungsaufwand und mit einer einfachen Parametrierung und Integration in die Steuerung.“

Hinzu kommt laut Müller von Rovema auch eine einfache Diagnosefunktion. Es wird über IO-Link schnell ersichtlich, welches Gerät womöglich einen Fehler hat oder optimiert werden müsste. Dazu können die Positionsanzeigen im laufenden Betrieb ausgetauscht werden, ohne umständlich einen ganzen Netzwerkring aufzutrennen. Dank der sternförmigen Steckverbindung zum IO-Link-Master lässt sich das betroffene Gerät einfach abstecken und durch ein neues ersetzen. Die Parametrierung kann dann vom IO-Link-Master aus direkt in das neue (baugleiche) Gerät geladen und somit übernommen werden.

Option kommt beim Kunden an

Für den Rovema-Kunden sind die elektronischen Positionsanzeigen zur überwachten Formatverstellung eine Option – die sehr gut angenommen wird. Der Kunde der Verpackungsanlage für die Kindernahrung ließ alle 40 Verstellpunkte mit AP10-Anzeigen ausrüsten, weil die Argumente überzeugten: schnellere Umrüstzeiten und minimierter Dokumentationsaufwand, da alles elektronisch hinterlegt und abrufbar ist.

Der wichtigste Vorteil ist die deutlich gestiegene Prozesssicherheit durch das Rot-/Grün-LED-System; Fehleinstellungen können nicht mehr vorkommen. Tatsächlich wählen inzwischen etwa jeder zweite Kunde bei der Kartonier- und Endverpackungstechnik diese Option zur überwachten Formatverstellung.  (JBI)

Die Autorin Michaela Wassenberg ist freie Journalistin in Nürnberg.

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