Wildwuchs erfolgreich eingedämmt

Austrotherm, Spezialist für innovative Wärmedämmung, setzt auf die durchgängige und flexible Automatisierungslösung von Lenze

Vom Antrieb über das I/O-System bis hin zur Visualisierung bietet Lenze alles aus einer Hand

Zur Information der Mitarbeiter im Feld sind kompakte Visualisierungsgeräte aus der Serie EL 100 von Lenze in den Technikräumen in unmittelbarer Nähe der Vorratssilos montiert

Zoomfunktion im Handbetrieb

Der Wärmedämmungsspezialist Austrotherm hat seine Fertigungskapazitäten am österreichischen Standort Purbach ausgebaut, um der immer stärkeren Nachfrage für technisch modifizierte Produkte speziell im Dickenbereich bis 20 cm nachzukommen. Durch die Ablösung der im Laufe der Jahre gewachsenen inhomogenen Steuerungswelt und die Umstellung auf eine durchgängige, flexible Automatisierungslösung von Lenze ist es gelungen, die Anlagenverfügbarkeit auf fast 100 % anzuheben und Folgeschäden eines Anlagenstillstands zu minimieren.

Eine inhomogene Steuerungswelt, in der sich die Geräte in Alter, Herkunft und Ausstattung mehr oder weniger deutlich voneinander unterscheiden, gehört zum Alltag vieler Produktionsleiter. Damit verbunden sind häufig eine eingeschränkte Transparenz und Effektivität des Produktionsprozesses. Mit fortschreitendem Gerätealter nimmt zudem die Ausfallwahrscheinlichkeit deutlich zu, während gleichzeitig die Kosten für Ersatzteile und Reparaturen steigen.

Ingenieur und Prokurist Werner Klemm, der eines der Produktionswerke der Austrotherm GmbH für die Herstellung extrudierter Polystryrol-Dämmstoffplatten (XPS-Platten) leitet, kennt die Konsequenzen einer inhomogenen Steuerungswelt aus leidvoller Erfahrung. Das von ihm in Purbach/A betreute Werk nahm 1989 mit einer Fertigungslinie die Herstellung von XPS-Platten auf. Wegen der großen Nachfrage entschied sich der in elf Ländern mit insgesamt 17 Produktionsstätten vertretene Dämmstoffpionier dafür, am Standort Purbach 1994 und 2000 zwei weitere Produktionslinien und diverse Silos in Betrieb zu nehmen.

Ausgangssituation: Vier verschiedene Steuerungen

„Der schrittweise Ausbau führte dazu, dass wir die Steuerung und Überwachung der Materialflüsse in den Siloanlagen bzw. der Ein- und Austragssysteme sowie der Fördereinrichtungen zuletzt über drei, zum Teil veraltete bzw. abgekündigte Steuerungen unterschiedlicher Hersteller sowie eine weitere übergeordnete Steuerung abwickeln mussten", erläutert der Betriebsleiter von Austrotherm. „Die Folge waren eine eingeschränkte Sicht auf die gesteuerten Prozesse, eine im Laufe der Zeit steigende Zahl an Pseudofehlermeldungen sowie eine erhöhte Ausfallwahrscheinlichkeit."

Stabile und zuverlässige Produktionsabläufe sind aber für die Leistungsfähigkeit jeder Branche unerlässlich. Besonders wichtig ist eine hohe Anlagenverfügbarkeit für Unternehmen, die große Nachfragespitzen zu bewältigen haben. So auch für Austrotherm, denn Dämmstoffe werden insbesondere in den Herbstmonaten verbaut, während das Gros der Baustellen im Winter ruht. Schon eine Produktionsunterbrechung von nur wenigen Stunden schlägt sich in den Boommonaten merklich in der Bilanz nieder. Da ist es nur konsequent, dass die Verantwortlichen von Austrotherm im Vorfeld einer weiteren Anlagenexpansion (4. Fertigungslinie) nach einer durchgängigen und ausbaufähigen Automatisierungslösung suchten, mit der der Ära der inhomogenen Steuerungswelt ein Ende gesetzt werden konnte.

Flexibilität und Unterstützung waren gefragt

In die nähere Auswahl kam neben Lenze noch ein anderer großer Automatisierungsanbieter mit Hauptsitz in Deutschland. „Doch bereits im Vorangebotsstadium kristallisierte sich heraus, dass Lenze in Sachen Preis/Leistung, Flexibilität und Engagement die Nase deutlich vorne hat", fasst Werner Klemm die Ergebnisse der Evaluierungsphase zusammen. „Die ausführliche Beratung durch die Fachleute von Lenze, die auf unsere Anforderungen und Wünsche eingegangen sind und eine durchgängige sowie zukunftsfähige Lösung vom I/O-System über die Visualisierung bis hin zu den Antrieben aus einer Hand anbieten konnten, hat uns überzeugt."

Die gute Zusammenarbeit hat nach Überzeugung aller Beteiligten denn auch entscheidend zum Erfolg des Projekts beigetragen; ebenso die gute Vorbereitung der Umstellung auf die neue Automatisierungslösung, für die nur wenige Tage zum Jahreswechsel 2009/2010 zur Verfügung standen. Ganz wesentlich für die problemlose Inbetriebnahme bei Austrotherm war, dass große Teile der neuen Automatisierungslösung von Lenze vorab simuliert und getestet werden konnten. Dies war möglich, da das Unternehmen als Automatisierungspartner sowohl die Hardware als auch die Software aus einer Hand geliefert sowie das Engineering und den Schaltschrankbau übernommen hatte.

Höchste Verfügbarkeit durch Redundanzkonzept

Die gesamte Ansteuerung der Silos erfolgt seit der erfolgreichen Umstellung zentral in einer Warte, während vorher nur eine (Teil-)Visualisierung der dezentralen Steuerungen möglich war und der Bediener auf Anweisung vor Ort die entsprechenden Einstellungen vornehmen musste. Zur Information der Mitarbeiter im Feld sind kompakte Visualisierungsgeräte aus der Serie EL 1700 von Lenze in den Technikräumen in unmittelbarer Nähe der Silos montiert. Dort verrichten auch Scheiben aus dem neuen I/O-System 1000 von Lenze ihren Dienst und kommunizieren mit der zentralen Steuerung über Lichtwellenleiter.

Als Visualisierungsrechner für die Bedien- und Leitstandvisualisierung kommt ein 19"-Rack-PC vom Typ CPC 9100 zum Einsatz, auf dem zusätzlich die Anlagenzustände (z.B. Klap-pen- oder Weichenstellungen) bzw. Einstellungen zentral gespeichert werden können. Der Lenze-Rechner ist mit einem Raid-Controller ausgestattet, der dafür sorgt, dass ein Festplattendefekt keinerlei negative Auswirkungen auf die Produktion hat. Aber selbst für den absolut seltenen Ausnahmefall eines Totalausfalls des Rechners wurde vorgesorgt: Das Raid-System inklusive der Festplatten ist von der Frontseite des Rechners her zugänglich und kann von dort unter Spannung entfernt und in einen weiteren vorinstallierten 19"-Rack-PC eingeschoben werden. Dazu muss die Produktion nicht unterbrochen werden, da für die Steuerung ein separater Computer zur Verfügung steht.

Als Hardwareplattform für die Steuerung nutzt Austrotherm einen Schaltschrank-PC (Typ CPC 2700) von Lenze. Bei einem Spannungsnetzausfall sorgt eine USV dafür, dass die aktuellen Anlagenzustände über Ethernet sicher auf dem 19"-Rack-PC abgespeichert werden können. Auch hier gibt es als Backup einen zweiten CPC 2700, der bei einem Ausfall des Steuerungsrechners nach einem manuellen Umschalten in die Bresche springt. Dieser redundante PC liest dann nach dem Booten die vor dem Ausfall der Zentralsteuerung gültigen Einstellungen aus und bringt die Anlage so automatisch wieder in einen kontrollierten Zustand.

Dabei fürchten die Verantwortlichen von Austrotherm weniger, dass die Rechner tatsächlich ausfallen, als vielmehr die Folgen eines Anlagenstillstands durch Spannungsschwankungen oder Unterbrechungen im Spannungsversorgungsnetz. „Die Hochspannungsleitungen sind in der Region des Werks noch häufig oberirdisch als Freileitungen geführt und entsprechend blitzschlaggefährdet", erläutert Werner Klemm. „ Anlagenstillstände durch Spannungseinbrüche sind daher bei uns keine Seltenheit." Die für die Produktion der XPS-Platten verwendeten Kühlextruder dürfen allerdings höchstens einige Minuten stillstehen, damit die benötigte hohe Prozesstemperatur erhalten bleibt bzw. die Extruderschnecke beim Wiederanfahren nicht beschädigt wird. „Andernfalls muss die Maschine erst wieder auf die erforderliche Betriebstemperatur aufgeheizt werden, was etwa sechs Stunden dauert und viel Energie kostet. Bis alle vier Linien wieder laufen, können 24 Stunden vergehen", so der Austrotherm-Betriebsleiter.

Fehler früher erkennen und schneller beheben

„Die mit der Lenze-Visualisierungslösung VisiWinNet erstellte Visualisierungsapplikation bietet einen kompletten Blick auf den Prozess und ermöglicht es so, Fehler früher zu erkennen und Folgeschäden zu vermeiden", fasst Werner Klemm die Erfahrungen aus mehr als einem halben Jahr Praxisbetrieb zusammen. Das positive Urteil ist auch der hohen Übersichtlichkeit der Visualisierung geschuldet. So erlaubt eine Zoomfunktion, die dank der Unterstützung von WPF (Windows Presentation Foundation) durch VisiWinNet integriert werden konnte, den schnellen Wechsel zwischen Übersichtsdarstellungen und Detailansichten. Da Lenze Komplettlieferant war, sind zudem die Bezeichnungen in der Visualisierungsapplikation, dem Steuerungsprogramm und dem Schaltschrank einheitlich. Ein kleines, aber nicht unbedeutendes Detail, das dem Wartungspersonal die Identifikation und Behebung von Fehlerursachen wesentlich erleichtert.

Die erreichte Durchgängigkeit ist bei zukünftigen Anlagenerweiterungen ebenfalls gewährleistet. So lassen sich zusätzliche Anlagenteile problemlos in die Visualisierung integrieren. „Wir haben diese Flexibilität genutzt und geplante Anlagenweiterungen bereits in die Visualisierung implementiert. Die entsprechenden Seiten müssen nur noch freigeschaltet werden", so der Austrotherm-Manager. „Die FDA-Konformität und die SAP-Schnittstelle von VisiWinNet nutzen wir zwar heute noch nicht, sie geben uns aber zusätzliche Entwicklungsmöglichkeiten für unser Unternehmen."

Werner Schneider, Leiter Automation, Niederlassung Enns/A von Lenze in Hameln ( www.lenze.com/de )