Zuverlässigere, flexiblere Automatisierung

In der modernen Motorsägen- und -gerätemontage von Stihl in Waiblingen wird mit neuesten Technologien gefertigt

Die zwei Bauformen der Produktfamilie der dezentralen Peripherie Simatic ET 200eco PN sind beide kompakt und flexibel

Beim Sägen von Holz in rauer Umgebung sind Motorsägen von Stihl – weltweit jede dritte – ein fester Begriff. Das Unternehmen bietet aber auch Geräte zur Grün- und Forstflächenpflege an. Gefertigt werden die innovativen Produkte u.a. in fünf Werken in und um den Stammsitz Waiblingen. Dabei profitiert man in den Produktionsstätten von einer besonders kleinen, robusten Blockperipherie von Siemens, dank der sich die Automatisierung zuverlässiger und flexibler als bisher gestalten lässt.

Stihl-Motorsägen vereinen innovative Technik, hohe Leistung, optimale Ergonomie und niedriges Gewicht, nicht zuletzt durch verschiedene Ausstattungsvarianten für jeden Einsatzzweck. Dies erfordert moderne und hochflexible Fertigungsstätten. Mit eigener Betriebsmittelfertigung und hochqualifiziertem Fachpersonal stattet Stihl selbst seine Fertigungs- und Montageeinrichtungen aus. Dabei sind die Automatisierungsfachleute an innovativen und nachhaltigen Automatisierungslösungen sehr interessiert. So setzt das Unternehmen schon konsequent auf Industrial Ethernet und damit auf Profinet; neu hinzugekommen ist die robuste Peripherie Simatic ET200eco PN für den schaltschrank-losen Aufbau direkt an der Maschine.

Technik und Daten einfach handhaben

In einer neuen 50 m langen Montagelinie werden Motorsägen in verschiedenen Ausstattungsvarianten flexibel vom nackten Chassis über die komplette Montage bis zur Endkontrolle gefertigt. Zu Beginn wird jedem Montageträger ein Fertigungsdatensatz zugeordnet, bestehend aus bis zu 20 Varianten, z.B. mit oder ohne Griff, mit oder ohne Katalysator, Profi- oder Farmervariante. Dazu ist am Montageträger ein uni- kodierter RFID-Chip angebracht. Während des gesamten Fertigungsvorgangs werden so über RFID-Lesestationen die Montageträger eindeutig identifiziert und die notwendigen Montageschritte eingeleitet, kontrolliert und dokumentiert.

Hier kommt das IO-Link-Mastermodul der dezentralen Peripherie Simatic ET 200eco PN zum Einsatz. An ihm können bis zu vier IO-Link-Devices – dazu gehören auch die RFID-Lesestationen – auf einfache Weise über Profinet an die Automatisierungstechnik angeschaltet werden. Daneben verfügt die Simatic ET 200eco PN über acht Digitaleingänge und vier Digitalausgänge, die auf den acht M12-Steckern wahlweise genutzt werden können. „Für das Lesen der RFID-Daten gibt es keine günstigere Lösung", so Michael Mürdter, einer der Automatisierungsfachleute von Stihl. „Die Parametrierung, Inbetriebnahme und Diagnose, ja die ganze Kommunikation über den IO-Link-Master ist dank des in der Automatisierungssoftware Simatic Step7 integrierten Port Configurator Tools (PCT) äußerst einfach zu handhaben." So könne man vier RFID-Leseköpfe innerhalb einer knappen Stunde installieren und in Betrieb nehmen. Vorteilhaft sei auch die einheitliche Kommunikation über Profinet, die transparente Dokumentation und die integrierte Diagnose, da alles in die Automatisierungswelt von Simatic Step7 integriert ist.

An anderer Stelle werden die vielseitigen digitalen Eingangs- und Ausgangsmodule der Blockperipherie eingesetzt, und zwar zum Anschluss von Sensoren und Aktoren wie der Pick-to-Light-Lichtschranken. Mit der Pick-to-Light-Methode werden die benötigten Montageteile dem Montagepersonal per Lichtstrahl angezeigt und die korrekte Entnahme der Teile per Lichtschranke elektronisch kontrolliert und protokolliert. Ist einmal die benötigte Anzahl der Sensor- oder Aktoranschlüsse unklar, kommt das frei parametrierbare Modul von Simatic ET 200eco PN zum Einsatz: Auf ihm kann jeder der acht M12-Anschlüsse wahlweise zum digitalen Ein- oder Ausgang konfiguriert werden.

Einige Arbeitsschritte weiter, an den automatischen Schrauberstationen, erfolgt die Auswahl der entsprechenden Schrauberprogramme sowie die elektronische Dokumentation und Archivierung der Ergebnisse, wie Drehwinkel und Drehmomente, ebenfalls über RFID-Stationen, die am IO-Link-Master der Peripherie angeschlossen sind.

Am Ende der Montagelinie, an den sogenannten Einstellboxen, sind mehrere Analogsignale zu verarbeiten. Auch hier kommt die dezentrale Peripherie mit ihren analogen Ein- und Ausgangsmodulen zur Anwendung. Die Funktionen der kompletten Motorsäge werden in den Boxen fein justiert und alles auf Herz und Nieren geprüft. Es gilt beispielsweise, bei bestimmten Drehzahlen die Abgaswerte zu erfassen oder die Zuverlässigkeit der Kettenbremse zu testen.

Neben all diesen Vorteilen weiß Michael Mürdter auch zu schätzen, „dass die Module von Simatic ET 200eco PN bei der Montage wie bei einem Austausch im Schadensfall nicht einmal adressiert werden müssen." Sie erhalten bei bekannter Topologie des Profinet-Netzes automatisch über die sogenannte Nachbarschaftserkennung nach dem Link Layer Discovery Protocol (LLDP) ihre vorge- sehenen Gerätenamen. Über die gesamte Montagelinie wurde zudem ein Industrial-Wireless-LAN (IWLAN) eingerichtet, über das von jeder Stelle aus drahtlos, bequem und praktisch mit einem mobilen Visualisierungsgerät (Simatic Mobile Panel 277 IWLAN) oder mit einem Programmiergerät auf alle Automatisierungskomponenten am Profinet zugegriffen werden kann. Das spart erheblich Zeit und Aufwand.

DER AUTOR Dipl.-Ing. (FH) Gerhard W. Sturm ist in Stuttgart tätig im Bereich Marketing Promotion, Feldbus- und Sicherheitstechnik der Siemens-Division Industry Automation & Drive Technologies ( www.siemens.de/industry )