Ofentechnik im Umfeld der Industrie 4.0 -- K Messe

07.05.2019

Reinhardt GmbH

Ofentechnik im Umfeld der Industrie 4.0

Die Reinhardt GmbH ist der kompetente Ansprechpartner weltweit im Bau von Industrieöfen, Wärmebehandlungsanlagen, Beschichtungsanlagen und Slush Moulding-Anlagen Als mittelständisches Unternehmen mit Stammsitz in Villingen-Schwenningen (Schwarzwald) zählt die Reinhardt GmbH zu den weltweit tätigen Marktführern für wärmetechnische Lösungen bis 650°C in den Bereichen Industrieöfen, Wärmebehandlungs-, Beschichtungs-, Slush Moulding-Anlagen. Im Bereich Kunststoff werden die Anlagen zum Vorwärmen, Trocknen und Tempern, aber auch zum Konditionieren und Befeuchten eingesetzt. Die Reinhardt Produkte zeichnen sich durch deutlich höhere Anforderungen an die Genauigkeit der Systeme aus. Dies wird durch entsprechende konstruktive Maßnahmen und hochwertige Messtechnik erreicht. Seit Jahrzehnten war es üblich, wärmetechnische Prozesse zu dokumentieren. Dies wurde anfänglich mit mechanisch- elektrischen Schreibern erreicht. Deren Papierausdrucke wurden häufig einfach der Charge beigelegt und auftragsbezogen abgelegt. Später änderte sich das Speichermedium, Floppy- Disk, USB- Stick etc., das Prinzip änderte sich aber nicht grundsätzlich. In den Jahren sind die Anforderungen und Erwartungen der Kunden weiter gestiegen. Vorreiter war die Medizin- und Pharmatechnik. Heute sind diese höheren Anforderungen der Kunden hinsichtlich der Rückverfolgbarkeit und Temperaturgenauigkeit in allen Industriebereichen üblich und somit müssen die Ofenanlagen auch diesen Kundenanforderungen genügen. Als Beispiele gelten die AMS 2750 aus der Luftfahrt- oder die CQI-9 aus der Automobiltechnologie. Als Sicherheitsaspekt wird häufig auch die Manipulationssicherheit der Daten diskutiert, und diese muss ausreichend sicher umgesetzt werden, ob über intrinsische Datenkodierungen oder über sichere Abläufe. Für die Unternehmens- und Produktionssteuerung ist es notwendig, dass alle relevanten Parameter der Produktion jederzeit und überall eingesehen und dokumentiert werden können. Aufträge oder Produktchargen durchlaufen nachvollziehbar die Fertigung und jede Zeit während des Fertigungsprozesses kann zentral nachvollzogen werden, wo und wie ein Arbeitsgang durchgeführt wurde. Diese automatisierte Chargenerfassung erkennt man am einfachsten an der Chargenerkennung mit Scannern vor jedem Prozess, der nochmals die Abläufe überprüft und intelligent gesteuert klärt, welcher Prozess im nachfolgenden Arbeitsgang ansteht. Diese drei Anforderungen trafen vor Jahren auf die Idee Industrie 4.0. Laut Wikipedia „soll die industrielle Produktion mit moderner Informations- und Kommunikationstechnik verzahnt werden“. Bereits in den Anfängen des Bitnets Anfang der 1980er-Jahre stand der Datenaustausch oder der Fernzugriff im Vordergrund. Dieser wurde damals einfach beschrieben über FTP (file transfer protocoll), SMTP und Telnet. Wir stellten uns bereits vor mehr als 20 Jahren die Frage, warum im Internet Chats und sonstige Kommunikationsformen möglich waren, während über Modem altmodisch eine Verbindung zu einer Maschine Point-to-Point aufgebaut wurde. In der Zwischenzeit sind die Sicherheitsthematiken aufgetaucht, dass nun verschlüsselt über eine VPN- Verbindung auf eine Anlagensteuerung zugegriffen wird. Als Anlagenbauer stellt sich uns eine besonderen Herausforderung: nicht nur gegenüber unserem Kunden muss eine Schnittstelle bereitgestellt werden, sondern auch innerhalb der Maschine oder Anlage selbst. Häufig kommen teilweise konkurrierende Feldbussysteme zur Anwendung, da die von uns verwendete Komponenten unterschiedlichsten Branchen zugeordnet sind: CAN für die Komponenten aus der Automatisierungsbranche, Profibus / Profinet oder Modbus aus der Prozess- und Automatisierungstechnik. Wir integrieren somit auch über die Branchen hinweg. Ob nun einzelne Komponenten klassisch über digitale oder analoge Eingänge angebunden werden, oder über eine Bus- Schnittstelle, wird abhängig von der Verwendungshäufigkeit und der Datenaustauschmenge entschieden. Das Gesamtsystem sollte nicht unnötig verkompliziert werden. In der Vernetzung für die Unternehmens- und Produktionssteuerung werden die einzelnen Maschinen oder Industrieanlagen, zu denen auch die wärmetechnischen Anlagen der Reinhardt GmbH gehören, mit einem ERP – System (enterprise resource planning) verbunden, die heute weit über den Begriff eines Warenwirtschaftssystems (PPS: production planning system) hinaus gehen. Durch die heterogene Hardwarestruktur ist es hier zwingend, dass plattformunabhängige, serviceorientierte Architektur wie OPC UA einzusetzen. Ziel bei der Standardisierung ist, dass weniger Aufwand für die Kommunikation aufwendet wird, dafür mehr Zeit für die Auswahl der Informationen zur Verfügung steht. OPC UA verwendet nur ein einziges Protokoll. Dieses kann für alle Daten des Produktionsprozesses verwendet werden. Es ist unabhängig von der Plattform und vom Hersteller. Sicherheitsmechanismen sind bereits integriert. Man kann vom einzelnen Sensor bis zum ERP-System alle Komponenten kommunizieren lassen, die Basis ist ein Client-Server-Prinzip. Wichtig ist, dass die Daten in das ERP- System passen. So wird beispielsweise nur eine gut- / schlecht- Meldung und gewisse Ecktemperaturen sowie Behandlungszeiten an das ERP- System übertragen. Die eigentlichen Temperaturverläufe, da diese doch aufwendiger und umständlicher in ein ERP- System einzubetten sind, werden separat abgelegt, zumeist über einen E-Mailverteiler oder per FTP. Mit diesen Werkzeugen ist der Maschinenbau fit für die Industrie 4.0. Wir setzen dies seit Jahren ein, da unsere Steuerungen über eine Ethernet-Anbindung verfügen und somit alle Möglichkeiten dieser weltweiten Verbindungen ermöglichen. Alle technisch möglichen Anpassungen in der Steuerungstechnik können realisiert werden, um die Abläufe und das Handling am späteren Einsatzort zu erleichtern. Neben der Einbindung in eine übergeordnete SPS sind die Anlagen selbst mit einer SPS ausgestattet. Dies ermöglicht die Fernsteuerung, Fernüberwachung und die Dokumentation der Peripherie über das Intranet oder das Internet. Die Datenerfassung /-speicherung - direkt oder im Internet kann kundenspezifisch optimiert werden. Warn- und Fehlermeldungen sind über GSM - Netze oder E-Mails überall weltweit verfügbar. Falls gewünscht können auch Fremdgeräte eingebunden werden. Unsere Steuerungen bieten diese wesentlichen Merkmale:
Kontinuierliche Zustandsüberwachung und Datenspeicherung
Automatische Sicherung der Daten auf Ihrem Computersystem / Backup- System
Individuelle Aufzeichnung der Daten (Kurz- und Langzeitspeicher)
Kontinuierliche Fernüberwachung der Maschinen
Fernsteuerung der Maschinen
Einfache Bedienung über den Internet-Browser als Web-HMI oder lokales HMI auf IPC-Panel.
Einfache Vernetzung über Ihr Intranet / Ethernet
Innerhalb unserer Anlagen wird zwischen zeitkritischen und unkritischen Funktionen getrennt, wobei für zeitkritische normalerweise die Zykluszeit von weniger als 10 msek. ausreicht. Diese ergeben sich aus Schalt- und Reaktionszeiten für Sensoren und Schaltausgängen. Zeitunktrische Funktionen können problemlos über lokale Ethernetverbindungen abgewickelt werden. Liest man die aktuelle Literatur, ist diese Unterscheidung auch in der Zukunft bestimmend, wobei innerhalb des Protokolls diese Entscheidung neu gebildet wird und somit keine mehrfachen Netze mehr nötig sind. Grundsätzlich bieten wir ein erprobtes und flexibel erweiterbares Komplettsystem an. Mit angepasster Technologie kann das System auf die unterschiedlichsten Bedürfnisse adaptiert werden.

Ausstellerdatenblatt