Sicherheitslösung auf Basis der Kleinsteuerung PNOZmulti 2 von Pilz hat für einen Hersteller von Verpackungsanlagen Vorbildcharakter

Betreiber von Verpackungsanlagen erwarten hohe Taktraten sowie ein hohes Maß an Zuverlässigkeit – diese bietet Pilz mit seinem Portfolio an Sicherheitstechnik an.

Den Sortpacker hat A+F mit einer modular hybrid aufgebauten Sicherheitslösung aus übergeordneter Prozesssteuerung und Sicherheitssteuerung ausgerüstet. Eine wirtschaftliche, funktional schlüssige Gesamtlösung, die der Verpackungsmaschinenhersteller in dieser Form nur bei Pilz fand. Diese Sicherheitslösung bietet im Verbund mit den dezentralen Feldverteilern PDP67 und dem neuen Schutztürsystem PSENslock 2 optimalen Schutz, reduziert den Verdrahtungsaufwand und spart Platz im Schaltschrank. Das hybride Sicherheitskonzept stärkt zudem den Security-Aspekt, denn es erschwert Manipulationen sowie unerlaubte Datenzugriffe.

Sechs vakuumbasierte Flexpicker saugen die zugeführten Feinkostprodukte auf ein Förderband. In der Folge werden diese gemischt sortiert in die bereitstehenden Trays gesetzt.

Michael von Zmuda
Bereichsleitung Engineering bei A+F Automation und Fördertechnik GmbH

„Eine derart überzeugende, flexible Safe & Easy-Komplettlösung, die Sicherheit, Konfiguration und Bedienbarkeit wie Diagnose und Verkabelung mustergültig verknüpft, haben wir tatsächlich nur bei Pilz gefunden.“

Endverpacken ist eine Aufgabe mit vielfältigen Aspekten

Die Kartons mit den einzelnen, sortenreinen Feinkostsalatbechern werden über sechs seitliche Rollenbahnen zugeführt. Beim Eintritt in die Anlage erkennen installierte Kameras Inhalt und Position der jeweiligen Becher. Sechs vakuumbasierte Flexpicker saugen die Behälter an und setzen sie auf ein Förderband. Die leeren Kartons gelangen derweil auf ein parallel geführtes Band und werden an ihre Aufnahmeposition manövriert. Erreichen die Becher in neu sortierter Formation den Übergabepunkt, tritt ein Handling-Modul in Aktion und setzt diese in die nunmehr bereitstehenden Trays. Anschließend entnimmt der Vakuumsauger des Kartonaufrichters Einsteckzuschnitte aus dem Stapelmagazin, faltet diese anforderungsgemäß und deckt damit die Feinkostsalatbecher in den Trays ab. Um im Auslaufbereich möglichst wenig Platz in Anspruch zu nehmen, greift ein Stapler jeweils zwei Trays, positioniert diese übereinander und setzt das Set auf eine Schwerkraftrollenbahn. An deren Ende stehen die Gebinde zur manuellen Entnahme bereit.

Diagnosemeldungen erscheinen als Klartext auf dem Gerätedisplay des PNOZmulti 2 im Schaltschrank.

Flexibilität und ausgereifte Sicherheitskonzepte

Betreiber von Verpackungsanlagen erwarten hohe Taktraten sowie ein hohes Maß an Zuverlässigkeit. Da sich Verpackungen mitunter ändern oder eine Anlage unterschiedliche Aufgaben übernehmen muss, sind zudem maximale Flexibilität und Wirtschaftlichkeit gefragt. Die in aller Regel hochgradig automatisierten Maschinen verlangen daher nach ausgereiften Sicherheitskonzepten. Diese sollen das Personal wirkungsvoll vor Verletzungsgefahren schützen, z. B. beim spontanen Eingreifen in Öffnungen oder im Einstellbetrieb. Diese dürfen aber weder die Bedienbarkeit noch die Produktivität einschränken. Das Unternehmen bietet ein umfassendes Portfolio an Maschinen und Anlagen für ein breites Feld an Verpackungsanwendungen. Das Portfolio umfasst neben Standardmaschinen insbesondere kundenspezifisch zugeschnittene Anlagen inklusive innovativer Handhabungslösungen. Dazu zählen unter anderem Applikationen zum präzisen Formen von Verpackungen aus flachen Zuschnitten, das Handling großer Lasten bei hohen Geschwindigkeiten sowie Lösungen mit maximaler Format-Flexibilität.

Umverpackungsanlage von A+F: Über sechs seitliche Rollenbahnen werden Kartons mit sortenreinen Feinkostsalatbechern zugeführt. In der Anlage werden die gemischt sortierten Kartons anschließend umverpackt.

Infos zum Anwender

Die 1974 gegründete A+F mit Sitz in Kirchlengern (Deutschland) entwickelt und produziert hochwertige Verpackungsmaschinen. Seit 2017 ist die A+F ein Teil der internationalen Firmengruppe EOL Packaging Experts GmbH, welche Endverpackungsmaschinen und Systeme anbietet. Unter dem Dach der Muttergesellschaft EOL wurde mit der A+F Automation + Fördertechnik GmbH, der Standard-Knapp Inc., der BMS Maschinenfabrik GmbH, sowie der NEO Conveying Intelligence Lda. eine starke internationale Industriegruppe geschaffen. Über den eigentlichen Maschinenbau hinaus steht die gesamte Gruppe für die Montage und Inbetriebnahme automatisierter End-of-Line-Lösungen in der Verpackungsbranche.

Vertrauensvolle Partnerschaft für sichere Anlagen

Modular aufgebaute, einfach handhabbare Safety und Industrial Security-Lösungen genießen bei A+F seit jeher einen hohen Stellenwert. Seit vielen Jahren besteht so auch eine enge und partnerschaftliche Zusammenarbeit mit dem Experten für die sichere Automation Pilz. „Die ganzheitlichen Lösungen sowie die kompetente Beratung von Pilz machen unsere Anlagen nicht nur besonders sicher, sondern gleichzeitig einfach bedien- und umrüstbar. Und damit in der Summe wettbewerbsfähiger“, sagt Michael von Zmuda, Bereichsleitung Engineering bei A+F Automation und Fördertechnik GmbH. „Mit ausgeprägtem Renommee in der Verpackungsbranche und einem weltweiten Support ist Pilz bei unseren Kunden bevorzugter Ausstatter für Safety und Security.“

Im Zuge des technologischen Fortschritts stiegen bei A+F auch die Anforderungen an effiziente und intelligente Sicherheitslösungen. Sicherheitsupdates gehen stets mit einem Zugewinn an Produktivität, Effizienz sowie weiter reduzierten Stillstandzeiten einher. Daher kommt in den Anlagen von A+F heute die weit flexiblere und leistungsfähigere sichere konfigurierbare Kleinsteuerung PNOZmulti 2 des Anbieters zum Einsatz, nachdem das bewährte PNOZmulti Classic von Pilz über viele Jahre für die Sicherheit verantwortlich zeichnete. Sie sorgt für mehr Produktivität, Effizienz sowie weiter reduzierte Stillstandzeiten.

PSENslock 2: Die jeweilige Sicherheitszuhaltung wird per Plug-&-play mit vorkonfektionierten Kabeln direkt an die sicheren dezentralen Eingangsmodule Feldverteiler PDP67 angeschlossen.

Sichere Sensorik für effiziente Prozessabläufe

Am modular aufgebauten Flexpicker von A+F sind typischerweise Zuführ- und Entnahmeöffnungen, Karton- und Zuschnitt-Magazine sowie Türen und Hauben mit geeigneten Schutzvorrichtungen abzusichern. An den Zu- und Abführungen sowie an den Wartungstüren schützen intelligente Sensorik- und Lichtgitterlösungen das Bedienpersonal zuverlässig davor, Finger bzw. gar Hände einzuklemmen. Das Schutztürsystem PSENslock 2 sichert an der A+F-Maschine insgesamt zwölf Türen mit einer Zuhaltekraft von je 1.000 N. Dabei liegt der Fokus darauf, die Anlage vor unsachgemäßen Zugriffen und vermeidbaren Anlagenstillständen zu schützen. Ist ein Zugriff tatsächlich erforderlich, fordert der Bediener den Zugang über Display an. In Folge fahren die Flexpicker in ihre Grundposition. Erst dann lassen sich die Türen öffnen. Dies spart Zeit, denn die Anlage muss nicht aufwendig wieder in die Startposition versetzt werden, was den Prozessablauf effizienter macht.

Die jeweilige Sicherheitszuhaltung PSENslock 2 wird per Plug-&-play mit vorkonfektionierten Kabeln direkt an die sicheren dezentralen Eingangsmodule Feldverteiler PDP67 angeschlossen. Dabei kann ein dezentrales Modul bis zu vier PSENslock- oder Not-Halt-Signale einsammeln. Ein an das PNOZmulti 2 angeschlossenes PDP-Link Modul (Kommunikationsmodul zu den Feldverteilern) verarbeitet in einem Strang bis zu vier Feldverteiler. Ergo: Die Umverpackungsanlage benötigt tatsächlich nur ein Kabel aus dem Schaltschrank, um 16 PSENslock 2 anzusteuern und auszuwerten.

Verkürzte Installations- und Inbetriebnahmezeiten

Die vorkonfektionierten Kabel dienen dem Plug-&-play-Gedanken und tragen zur Verkürzung der Installations- und Inbetriebnahmezeiten bei. So können beispielsweise auch die Signale der TÜV-zertifizierten Lösung von Pilz zur Überwachung der Kartonagenzuschnitte am Flexpicker über PNOZmulti 2 verarbeitet werden.

Modular und flexibel: Bezahlt wird nur, was benötigt wird. Die gewählte Sicherheitslösung geht mit einem effizienten Diagnosemanagement einher: Die Softwarelogik im PNOZmulti 2 wertet aus, welche Tür aktuell „geöffnet/zugehalten“ oder welcher Not-Halt betätigt ist. Das Pilz-Diagnosesystem PVIS unterstützt den Anlagenbediener mit Diagnosemeldungen, die als Klartext auf dem Gerätedisplay des PNOZmulti 2 im Schaltschrank erscheinen. So können sie Störungen rasch beheben, was zu produktiveren Abläufen beiträgt.

Kommunikation für die Gesamtanlage

A+F setzt für die Gesamtanlage auf die Kommunikation via Profinet: Das Profinet-Modul meldet den aktuellen Status der Sicherheitssteuerung inklusive der Erweiterungsmodule zyklisch an die Prozesssteuerung. Gleichzeitig werden die PVIS-Diagnosedaten übertragen. Der Status sämtlicher Sicherheitsfunktionen ist somit auf dem HMI der Prozesssteuerung jederzeit ersichtlich. Die Tatsache, dass in diesem hybriden System die Verarbeitung der Sicherheitsfunktionen auf PNOZmulti 2 ausgelagert ist, entlastet die Prozesssteuerung und Buskommunikation und macht höhere Taktzeiten im Prozess möglich. Die sichere Kleinsteuerung von Pilz unterstützt die von A+F verfolgte Philosophie: „Der modulare Aufbau garantiert uns maximale Flexibilität, wir bezahlen nur, was wir tatsächlich nutzen“, betont Michael von Zmuda. „Mit den PDPs im Feld reduzieren wir den Verdrahtungsaufwand und sparen Platz im Schaltschrank. Gleichzeitig stellen wir unseren Kunden einfache und flexible Diagnosemöglichkeiten zur Verfügung.“

Sicherheitskreise vorkonfektionieren

Mit dem Softwaretool PNOZmulti Configurator lassen sich Sicherheitskreise intuitiv mit vorkonfektionierten Bausteinen und Funktionen konfigurieren. Änderungen bei der Konfiguration sind immer möglich und über die im Programm hinterlegte Checksumme (im PNOZmulti: CRC-Prüfsumme) jederzeit nachvollziehbar. Die intuitive grafische Zuordnung sicherer Funktionsbausteine macht die Parametrierung und Inbetriebnahme logisch und fehlersicher.

Der hybride Aufbau der gewählten Sicherheitslösung ist dabei für A+F von zentraler Bedeutung: Anlagenhersteller wie auch Betreiber können jederzeit Prozessparameter ändern oder beispielsweise einen Neustart der Prozesssteuerung vornehmen – die Sicherheitssteuerung bleibt davon unbeeinflusst. Michael von Zmuda fasst zusammen: „Eine derart überzeugende, flexible Safe & Easy-Komplettlösung, die Sicherheit, Konfiguration und Bedienbarkeit wie Diagnose und Verkabelung mustergültig verknüpft, haben wir tatsächlich nur bei Pilz gefunden.“