CPG-Digitalisierung Umfassendes Lösungsportfolio unterstützt die Verpackungsindustrie

Redakteur: Hendrik Fuhrmann

Auch die Verpackungsindustrie profitiert beim Thema Vernetzung von einem ganzheitlichen Lösungsportfolio. Mit vernetzten Feldgeräten, performanten Steuerungen und praxisnahen Softwareanwendungen bietet Schneider Electric hier eine breite Palette für das CPG-Segment.

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Um die saisonal schwankenden Anforderungen an die Verpackungsindustrie zu bewältigen, kann eine durchgängige Vernetzung wertvolle Dienste leisten.
Um die saisonal schwankenden Anforderungen an die Verpackungsindustrie zu bewältigen, kann eine durchgängige Vernetzung wertvolle Dienste leisten.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Über 14 Millionen Tonnen an Glas-, Kunststoff- und Papierverpackungen werden in Deutschland jedes Jahr verbraucht. Die Vielfalt an Verpackungsformaten und -arten wird immer größer. Für den Großteil der Produkte müssen individuell gestaltete Verpackungen angefertigt werden, die mitunter sogar saisonal gewechselt werden. Denkt man allein an die Produktvielfalt der Konsumgüterindustrie, ist klar, dass Unternehmen der Verpackungsindustrie teils hochkomplexe Maschinen und Fertigungslinien benötigen, die eine hohe Flexibilität, Präzision und Ausfallsicherheit aufweisen. Schneider Electric, als erfahrener Partner der Verpackungsindustrie, hat für diese Ansprüche ein ganzheitliches Lösungsportfolio entwickelt. Nach Angaben des Konzerns soll Maschinenherstellern und deren Endkunden eine IIoT-basierte Digitalisierung im Sinne von Industrie 4.0 ermöglicht werden. Die elektrotechnischen Komponenten, Steuerungen und Softwareanwendungen des Tech-Konzerns sind innerhalb der IIoT-Architektur EcoStruxure durchgängig vernetzbar. Auf Basis einer maximalen Datentransparenz sollen damit Lieferketten, Herstellungsprozesse und Workflows optimiert werden.

Durchgängige Vernetzung nutzen

Als Komplettanbieter für die digitale Vernetzung von Verpackungsmaschinen bietet Schneider Electric eine Vielzahl an Connected Products. Dazu zählen unter anderem Sensoren, Drucktaster, Leistungsschalter, Sicherheitscontroller oder Bedienpanels. Die Frequenzumrichter der Altivar Machine Baureihe sollen für einen besonders präzisen und energiesparenden Motorenbetrieb selbst in rauen Umgebungsbedingungen sorgen. Per sogenannter Safety Card direkt integrierbare Sicherheitsfeatures wie Safe Stop oder Limited Speed machen zusätzlich eingesetzte Sicherheitstechnik überflüssig. Die Daten der Frequenzumrichter können innerhalb von EcoStruxure an übergeordnete Managementsysteme weitergegeben werden.

Zu mehr datenbasierter Sichtbarkeit der Prozessabläufe trägt auch das Lastmanagementsystem TeSys island bei. Dieses besteht aus flexibel kombinierbaren Modulen, in denen Start-, Schütz- und Überwachungsfunktionen für elektrische Antriebe bis 80 A in einem Gehäuse vereint sind. Mithilfe von TeSys island können nach Unternehmensangaben auch kleinste Lasten und deren Leistungs- sowie Verbrauchsdaten erfasst und zwecks vorausschauender Wartung analysiert werden.

Noch einen Schritt weiter geht das GreenBox Sortiment. Der darin enthaltene Industrie PC Harmony P6 ist mit umfangreichen Kommunikationsprotokollen ausgestattet und soll dazu in der Lage sein, heterogene Maschinenlandschaften steuerungsunabhängig zu vernetzen. Auf diese Weise ist es möglich, Daten aus unterschiedlichen Quellen zu konsolidieren und in einer zentralen Softwareumgebung zur Verfügung zu stellen. Die später näher beschriebenen Softwareanwendungen von Schneider Electric lassen sich ebenfalls auf Harmony P6 installieren.

Steuern und regeln

Für anspruchsvolle Automatisierungsaufgaben hat Schneider Electric eine speziell auf die Verpackungsindustrie zugeschnittene Technologieplattform entwickelt: Mit dem PacDrive 3-Sortiment sollen Maschinenbauer komplexe Maschinen anwenderfreundlich automatisieren können. Das laut Schneider Electric in Bezug auf Leistungsfähigkeit und Umfang einzigartige Portfolio an Antrieben, Robotertechnik, Controllern und Softwaretools verspricht laut Herstellerangaben eine um bis zu 30 Prozent verkürzte Time-to-Market und eine um 40 Prozent beschleunigte Maschinenintegration. Die Ausfallzeiten sollen ebenfalls deutlich reduziert werden können. Möglich wird das durch die Motionfunktionalität der Servomotoren oder Roboterachsen, die Ethernet-basierte Echtzeitkommunikation mit SERCOS III sowie die intelligente und einheitliche Softwareunterstützung für die gesamte Maschine. Anwender profitieren von smarten, schnellen und wenig fehleranfälligen Engineering- und Inbetriebnahme-Prozessen, stark reduzierter Steuerungs-Hardware sowie punktgenauer Performance. Mit der Funktion für das Fast Device Replacement sollen sich zudem die Stillstandzeiten stark verkürzen lassen. Alle Parameter und Firmwarestände werden direkt aus der Steuerung übertragen.

Da eine Steuerung bis zu 130 Achsen regeln kann, reduziert sich bei Nutzung von PacDrive 3 die Menge an verbauter Hardware. Aufgrund hoher Rechenleistung und Echtzeitdatenübertragung können die vielen Achsen laut Schneider Electric gleichzeitig mit einer dynamischen und äußerst präzisen Vorsteuerung bewegt werden. Durch Einspeisen eines vorberechneten Sollwerts in den Regelkreis soll sich das Drehmoment der Motorwelle direkt vorgeben lassen. Bei schwierigen Lastfällen, nicht linearen Mechaniken und weiteren speziellen Anforderungen kann die Vorsteuerung die Genauigkeit, Produktionsleistung, Materialschonung und Effizienz erhöhen.

Softwareanwendungen für die Datenanalyse

Innerhalb von EcoStruxure wird die Möglichkeit geboten, erhobene Daten mithilfe entsprechender Sofwareanwendungen zu analysieren und somit das Prozessverständnis zu erhöhen. Ein Beispiel dafür ist die System Plattform von Aveva. Über das OMI (Operations Management Interface) gewährt diese einen Blick auf alle Assets, Prozesse und Standorte eines Unternehmens. Die Echtzeit-Überwachung einer Verpackungsanlage soll dabei mithilfe von bedarfsgerecht gestaltbaren Visualisierungen und Modellen erfolgen. Diese werden durch Alarme, Events und historische Daten angereichert. Auf diese Weise entsteht ein einheitliches und kontinuierliches Informationsmodell, das allen Abteilungen eines Unternehmens zur Verfügung steht – ob vor Ort oder aus der Ferne. Die Folge: Anwender können gemeinsam auf Prozesse und Energieverbrauch blicken, Ineffizienzen und Schwachstellen zielgenau identifizieren und sind bei Ausfällen in der Lage, die Fehlerursache zielsicher anzugehen. Außerdem können Investitionsentscheidungen in Anlagenupgrades auf Grundlage eines breiten Datenfundament getroffen werden, so das Unternehmen.

Neben der System Plattform bietet Schneider Electric noch weitere, auf bestimmte Aufgaben in der Verpackungsindustrie spezialisierte Softwareanwendungen, sogenannte Advisor. Mit dem Augmented Operator Advisor beispielsweise steht nach Angaben des Unternehmens eine Softwareapplikation zur Verfügung, die während des laufenden Betriebs mit einem Augmented-Reality-basierten Echtzeit-Blick in Schaltanlagen oder Maschinen eine echte Neuerung bietet. Als weitere Beispiele werden der Clean-in-Place-Advisor für bis zu 30 Prozent effizientere Reinigungsprozesse (zum Beispiel in der Lebensmittelindustrie) oder der Traceability Advisor für die präzise Nach- und Rückverfolgung von Erzeugnissen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg, aufgeführt.

Infobox: Hardwareunabhängig Automatisieren – auch in der Verpackungsindustrie

Um die Potenziale von Industrie 4.0 in puncto Effizienz, Agilität und Produktivität voll ausnutzen zu können setzt Schneider Electric fortan auf Norm IEC 61499. Mit dem EcoStruxure Automation Expert soll es möglich sein, automatisierte Anwendungen hardwareunabhängig und rein softwarezentriert zu modellieren. Dafür stehen innerhalb der Softwarebibliothek spezielle, vordefinierte Funktionsbausteine für die Verpackungsindustrie bereit. Die einmal erstellen Programmstrukturen lassen sich dann frei auf die mechatronischen Komponenten aufspielen und eine aufwändige Schnittstellenkonfiguration entfällt. Auf diese Weise können Engineering und Time-to-Market erheblich beschleunigt und die Umsetzung neuer, an IT-Logiken orientierter Geschäftsmodelle ermöglicht werden – wie ein „App-Store“ für die Automatisierung.

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