Kontinuierlicher Datenfluss Maschinensteuerung mit Industrie-PC

Seit 1961 spezialisiert sich Hauler & Hermann auf Isolationsmaterialien für die Elektroindustrie. Eine Ausweitung der Produktionskapazität soll zukünftiges Wachstum sicherstellen. Dabei werden Flexibilität und Ausnutzung der Fertigungsanlagen kombiniert. Grundlage dafür ist ein möglichst vollständiges Bild der aktuellen und zukünftigen Auslastung der Produktion. Der Datenfluss zwischen Produktionsplanung und Fertigung soll diese Transparenz schaffen. Bei den neuen Fertigungsmaschinen, die eigenständig entwickelt und konstruiert wurden, stand die Anbindung der Maschinen an das zentrale Produktionssystem im Mittelpunkt. Zusätzlich müssen den Maschinenbedienern Fertigungsinformationen zeitnah zur Verfügung stehen.

Produktionstransparenz durch IPCs

Um die Vernetzung der Fertigungsmaschinen mit dem übergeordneten Produktionssystem zu realisieren, bot sich der Einsatz einer PC-basierten Lösung auf Fertigungsebene an. Die PC-Technologie mit ihren standardisierten Schnittstellen stellt die offene Plattform zur Verfügung, um die Kommunikation zwischen Maschinenebene und zentralem Produktionssystem aufwandsarm zu realisieren. Die Fertigungsdaten für die Endproduktvarianten können so zentral gespeichert und den einzelnen Kundenaufträgen zugeordnet werden. Dadurch wird es möglich, die Produktionsdaten für einzelne Aufträge, wie die Abmaße der zu fertigenden Teile oder die Losgröße, vom Produktionssystem auf die passende Fertigungsmaschine zu übermitteln. Dies sichert die Einhaltung der Qualitätsanforderungen an die Isolationsteile, da immer die richtigen Parameter an die Fertigungsmaschine weitergegeben werden. Zudem kann durch die Vernetzung der Maschinen mit dem Produktionssystem die Produktionstransparenz deutlich gesteigert werden. Im System wird die Auslastung jeder Maschine angezeigt und die Produktionsplanung kann angepasst werden. Zusätzlich erlaubt die Kopplung der Fertigungsmaschinen über einen PC an das Produktionssystem die Darstellung der Bearbeitungsfortschritte der einzelnen Kundenaufträge. So behält die Produktionsleitung die Kundenaufträge im Blick.

Der Maschinenbediener profitiert vom Zugriff auf die Auftragsdaten aus dem Produktionssystem. Die wichtigsten Parameter zur erfolgreichen Abarbeitung eines Auftrags werden von einer zentralen Stelle übernommen. Dies verhindert Falscheingaben an der Maschine und der Maschinenbediener kann sich auf den Produktionsprozess sowie auf die Überprüfung der geforderten Produktqualität konzentrieren.

Robust, kompakt, zuverlässig

Eine robuste Hardware musste gefunden werden, um die Vorteile der Anbindung des Produktionssystems an die Fertigungsebene durch PCs auf Maschinenebene zuverlässig realisieren zu können. Denn der Einsatz direkt an der Maschine stellt besondere Anforderungen an die Vibrationsfestigkeit und die Temperaturbeständigkeit des PCs. Der kompakte Industrie-PC (IPC) Simatic IPC427 von Siemens konnte die Firma Hauler & Hermann überzeugen und wurde deshalb als Standard für alle 30 Fertigungsmaschinen definiert. Dieser wartungsfreie IPC bietet bei kompakten Maßen Robustheit, Performance und Zuverlässigkeit. Dies waren die wesentlichen Entscheidungskriterien, denn die zentrale Stellung des IPCs im Fertigungsprozess bedeutet bei einem Ausfall natürlich auch gleich Produktionsausfälle.

Soft-SPS mit SQL-Datenbank verknüpft

Die Leistungsfähigkeit des IPCs ermöglichte es Hauler & Hermann, zusätzlich zur Anbindung an das Produktionssystem, die Maschine damit zu steuern. Zum Einsatz kam der Software Controller WinAC RTX, der wie eine Simatic S7 SPS in Step7 programmiert wird. So konnte auf vorhandenes Wissen im Engineering aufgebaut werden und die Projektumsetzung zeitnah erfolgen. Die Visualisierung und Bedienung der Maschine läuft ebenfalls auf dem IPC mit der Software WinCC und wird auf einem abgesetzten Monitor dargestellt.

Der entscheidende Punkt bei der Realisierung des Automatisierungskonzeptes bei Hauler & Hermann ist der direkte Informationsfluss zwischen Automatisierungs- und Produktionsplanungsebene. Eine ODBC Anbindung stellt den Datenaustausch zwischen dem Simatic IPC427 und der SQL-Datenbank des zentralen Planungssystems her. So können Maschinensteuerung und Visualisierung direkt auf die zentral hinterlegten Produktionsdaten zugreifen. Produktqualität und Fertigungsauslastung werden hierdurch sichergestellt. „Der sehr gute Support durch Siemens bei der Realisierung und Optimierung dieser Lösung hat uns bei einer schnellen Umsetzung der Modernisierung unserer Fertigung stark geholfen“, so Elektroentwicklungsleiter Langer.

Um die Fertigung zu optimieren, ist ein durchgängiger Datenfluss zwischen Automatisierungs- und Produktionsplanungsebene nötig. Denn mit diesen Daten lassen sich die Fertigungskapazitäten wirtschaftlich einsetzen und Fertigungsparameter zentral im Produktionssystem für jede Maschine nutzbar machen. Dies erhöht die Fertigungsqualität und die Produktionstransparenz. Die Firma Hauler & Hermann hat mit dem Einsatz von Simatic embedded Industrie-PCs als zentrale Komponente für Maschinensteuerung, -visualisierung und direkte Anbindung an das Produktionssystem eine solche Lösung realisiert.