Modulare Sicherheit spart Engineering

Mit Kunststoffblasformmaschinen werden Hohlkörper aus Kunststoff gefertigt. Die wichtigsten Steuerungsauswahlkriterien für diesen Blasformprozess sind das Einhalten der Schmelztemperatur zum Verhindern qualitativer Materialschädigungen und zum Erzeugen einer optisch gleichmäßigen Oberfläche des Kunststoffteils. Weiterhin die Regelung der Wanddicke des extrudierten Schlauchs, so dass auch geometrisch komplexe Teile die benötigte, spezifische Wanddicke erhalten sowie eine schnelle und präzise Regelung der Schließeinheit für hohe Produktivität und geringen Verschleiß der hochwertigen Blasform. „Diesen Forderungen begegneten wir mit modularer Automatisierungstechnik“, erläutert Jörg Johannpaschedag, Geschäftsführer Elektrik, Elektronik und Software von Bemaco.

„Rechenleistung, Datenanbindung, Sicherheitstechnik und die Regelung sind entsprechend den Anforderungen der Anlage skaliert und modular zusammengestellt. Kern der Steuerung ist das Einbau-Control-Panel CP6622 mit Windows CE und der Steuerungsplattform Twincat. Für den Anschluss an ein Firmennetzwerk und für die Ethercat-Verbindung verfügt das Control Panel über zwei RJ-45-Ethernet-Anschlüsse. Die Ethercat-Verbindung erfordert keine zusätzlichen Feldbuskarten. Weiterhin stehen zwei USB-Schnittstellen und eine serielle RS232- Schnittstelle bereit. Über das Control Panel kann auf alle Anlagenteile wie Heizung, Schließeinheit, Blasstation und Hydraulikantrieb zugegriffen werden.

Als Feldbussystem setzt Bemaco das Ethernet-basierte Ethercat ein. Bei den Sicherheitskomponenten wurde der Wechsel von Not-Aus-Schaltern zu den Twinsafe-Klemmen, die die Sicherheitsfunktionen direkt in das Bussystem integriert, vollzogen. Die Safety-Klemmen ersparen Verdrahtungsaufwand und damit Kosten. Entsprechend den an den Anlagenteilen geforderten Sicherheitsfunktionen werden die notwendigen Safety-Klemmen ausgewählt und direkt vor Ort in das Busklemmensystem integriert. Sicherheitsstrategien sind in Software implementiert. In einer Bibliothek stehen vorkonfektionierte Funktionsbausteine zur Verfügung, die entsprechend der Anwendung zusammengefügt und angepasst werden.

Mit der Automatisierungstechnik Twincat kann die komplexe Regelung der Kunststoffblasformmaschine einfach implementiert werden. Hierzu stehen Regler-Bibliotheken zur Verfügung. Zur Steuerung der Hydraulikachsen werden Regler aus der PLC-Hydraulic-Positioning-Bibliothek genutzt. Die Temperaturregelung erfolgt über Temperaturregler der PLC-Temperature-Controller-Bibliothek. Die Produktion hochwertiger Kunststoffteile erfordert das konsequente Einhalten der Schmelztemperatur; Materialschädigungen durch zu hohe Temperaturschwankungen sind unter allen Umständen zu vermeiden. Mit dem Einsatz des PLC Temperature Controllers wurden die Ansprüche an die Prozessführung erfüllt.

Neben den Industrie-PC, I/O und Feldbuskomponenten, der Antriebstechnologie sowie der Automatisierungssoftware Twincat umfasst das Produktangebot von Beckhoff weiterhin ein einheitliches, skalierbares und modulares Steuerungssystem, das für jede Aufgabe in der Kunststoffverarbeitung hinsichtlich Rechenleistung, Komplexität und Kosten geeignete Lösungen liefert.

Mit der XFC-Technologie (eXtreme Fast Control Technology) ist eine zeitliche Auflösung von < 100 ns mit dem Zeitstempelverfahren möglich; Sensorsignale können mit Abtastzeiten von 10 μs eingelesen werden. Dies erhöht die Reproduzierbarkeit und Genauigkeit der Bewegungen.

Werner Möller werner.moeller@konradin.de

Der Bedarf an Maschinen für die Kunststoffverarbeitung wächst. Die Maschinenbauer sind gefordert, innovative Lösungen zu finden, mit denen die Produktivität gesteigert werden kann. Durch die erhöhten Anforderungen an Präzision und Flexibilität werden die Unternehmen vor neue Herausforderungen gestellt. Offene PC-basierte Steuerungstechnik als flexible Automatisierungslösung für alle Bereiche der Kunststoffverarbeitung bietet deshalb Wettbewerbsvorteile.