Pilz PNOZmulti 2: Konfigurierbare Kleinsteuerung sorgt in belgischer Tortilla Chips-Produktionslinie für optimierte Sicherheit und Effizienz

Die konfigurierbare sichere Kleinsteuerung PNOZmulti 2 von Pilz wacht als zentrale Sicherheitsinstanz über die Tortilla-Chips-Produktionslinie.

Das Portfolio von Poco Loco aus Roeselare liest sich wie die Speisekarte beim Mexikaner. Das Unternehmen bietet seinen weltweiten Kunden vom Chip bis zum Dip praktisch alles: unterschiedliche Arten von Tortilla-Wraps, dazu Tortilla-Chips in verschiedensten Geschmacksvariationen, ganze Mahlzeit-Kits sowie Gewürzmischungen und Salsas. Auch in vielen Eigenmarken „steckt“ Poco Loco: z. B. in Tortilla-Chips für Kunden in ganz Europa.

Der Herstellungsprozess für Tortilla-Chips gestaltet sich folgendermaßen: Am Anfang werden die Zutaten wie Wasser und Mehl, die anschließend zu einem Maisteig vermischt werden, bereitgestellt und dosiert. Die Maisteig-Mischung wird dann durch eine Strangpresse gedrückt, um eine gute Textur zu erhalten. Danach gelangt die Mischung zur Ausrollmaschine, die aus zwei riesigen Walzen besteht, die sich mit geringem Abstand zueinander drehen und so den Teig auf die gewünschte Dicke ausrollen. Gleichzeitig werden die Chips ausgeschnitten. Hierauf folgt ein Trocknungsprozess, bevor die Chips im heißen Öl einer Fritteuse ausgebacken werden. Nach einer Qualitäts-Zwischenkontrolle werden die jeweils vom Kunden gewünschten Gewürze zugegeben. Alles in allem ein umfassender Produktionsablauf mit präzise definierten Prozessschritten, die die verkettete Anlage aufeinander abgestimmt abarbeiten muss. „Genau dies, also dass die Anlage dezentral gesteuert wurde, hat in der Vergangenheit zu Schwierigkeiten geführt“, berichtet SPS-Programmierer Jeroom Verstraete von Poco Loco. „Weil die verkettete Produktionslinie von verschiedenen Maschinenbauern installiert wurde und auch die Steuerung der Anlage eine Kombination verschiedener SPSen und Not-Halt-Relais war“, eklärt er.

Die Maschinen als separate Einheiten gedacht – ein nicht nur auf Steuerungsebene umständliches Handling. „Lästige Nebeneffekte“, wie Poco Loco diese nannte, waren die Folge. So hatte beispielsweise jede Teilanlage einen eigenen Notabschaltstromkreis, was dazu führte, dass die Not-Halte teilweise getrennt voneinander Sicherheitszonen abschalteten. Eine typische Schwierigkeit beim Verketten mehrerer Maschinen, wie Francky Maveau, Leiter der Abteilung Elektro bei Poco Loco, weiß. „Wenn bei einer Sicherheitssteuerung alle Not-Halte in Reihe geschaltet sind, ist es bei Ausfällen oft schwierig, das Problem genau zu lokalisieren. Oft mussten wir eine Menge Anschlusskästen und Notstecker öffnen und buchstäblich jedes einzelne Kabel überprüfen. Dies führte häufig zu langen Stillstandzeiten“, beschreibt er. Damit war für den Snackhersteller klar: Nicht nur eine sicherere Produktionslinie, sondern auch ein effizienterer Betrieb sollte das Ziel sein. „Wir wollten die dezentrale Steuerung durch eine zentrale SPS mit dezentralen E/As für die einzelnen Maschinen umwandeln. Die Not-Halte sollten in ein übergeordnetes System integriert werden. Auch eine Visualisierung der Anlage sollte umgesetzt werden, um einen sofortigen klaren Überblick über die Produktionslinie zu erhalten“, erläutert Jeroom Verstraete, welche Aspekte ganz oben auf der Wunschliste standen.

Die Lösung von Pilz machte die Produktionslinie nicht nur sicherer, sondern auch effizienter. So wurde der Zeitaufwand sowohl für das Engineering als auch für die Fehlersuche stark reduziert.

Produktion stets sicher im Blick

Die Visualisierung der gesamten Anlage ist heute so geregelt, dass Probleme frühzeitig erkannt werden und keine größeren Auswirkungen auf den Gesamtprozess haben können. Wenn ein Problem auftritt, wird den Technikern auf ihrem Bediengerät sofort angezeigt, an welcher Stelle der verketteten Anlage welche Sicherheitsfunktion – welcher Not-Halt oder welche Tür – betroffen ist. Dies beschleunigt die Fehlersuche enorm. Technisch löst dies die Kleinsteuerung, indem über die Software jede Sicherheitskomponente eine eindeutige DIAG-Adresse (Dynamic Information and Action Gateway-Adresse) zugewiesen bekommt. So können Informationen mittels virtueller Bits über ein Feldbussystem an die übergeordnete Steuerung übermittelt werden, damit sie von dieser für die Diagnose aufbereitet werden können. Zusätzlich werden über das Display der Kleinsteuerung die Statusmeldungen angezeigt. Bis zu 20 verschiedene Meldungen kann diese unabhängig von der übergeordneten Anlagensteuerung direkt übermitteln. Damit können die Techniker die Diagnose sofort durchführen, ohne dass zwingend ein Laptop für eine weitergehende Diagnose angeschlossen werden muss. Nach Fertigstellung und Validierung wird das Sicherheitsprogramm mit einer CRC-Summe versehen, die dokumentiert wird. Somit lässt sich jede zwischenzeitlich erfolgte Änderung schnell erkennen. Das erhöht die Sicherheit vor Manipulationen und im Haftungsfall ist die Nachverfolgbarkeit gegeben.

Auch das Bewegungsmanagement für die Anlage wurde durch den Einsatz der Kleinsteuerung mit Blick auf die Sicherheit und Diagnose optimiert: Wenn in der Vergangenheit ein Sicherheitsbereich sicher abgeschaltet wurde, geschah dies in der Regel, indem der Strom zu den Antrieben mithilfe von Leistungsschützen abgeschaltet wurde. Eine nachträgliche Fehlerdiagnose war so nicht möglich. Wird nun ein Not-Halt ausgelöst, dann sorgt die Kopplung über PNOZmulti 2 dafür, dass der Antrieb über die STO-Funktion von Frequenzumrichtern kontrolliert gestoppt wird. Die Produktionslinie selbst ist in Zonen unterteilt, damit ein Abschalten in einer Zone keine Auswirkungen auf eine andere Zone haben kann. Die Fritteuse kann also zum Beispiel weiterarbeiten, auch wenn eine Störung am Anfang der Linie auftritt.

Funktionen intuitiv und flexibel handhaben

Mit dem Konfigurationstool PNOZmulti Configurator können bei Poco Loco nicht nur die für die Programmierung der SPS zuständigen Techniker, sondern auch andere technische Mitarbeiter ein PNOZmulti-Programm erstellen und bei entsprechender Berechtigung auch modifizieren. Gleichzeitig kann dieses Tool bei der Fehlersuche für die einfache Diagnose einer Störung genutzt werden. „Dass wir uns für PNOZmulti 2 als eigenständige Steuerung für die Sicherheit entschieden haben, die wir zusätzlich zu der übergeordneten Maschinensteuerung einsetzen, hat seine Gründe auch im einfach zu bedienenden Konfigurationstool. Eine grüne Linie führt direkt durch die Analyse, was eine sehr benutzerfreundliche Art der Anwendung ist“, hebt Maarten Dedeurwaerder, Projektingenieur bei Poco Loco, zum Abschluss das einfache Handling der Pilz-Lösung hervor.