Palettierer

Komplette Modernisierung eines Palettierers mit Lenze-Automatisierung für eine Mineralwasser-Abfülllinie

Wir haben die umfassende Modernisierung eines Industriepalettierers in der Mineralwasserproduktion durchgeführt. Das Projekt umfasste die komplette Überholung des Schaltschranks, die Installation von Lenze-Automatisierungskomponenten, die Integration von Sicherheitssystemen von PILZ sowie umfangreiche SPS-Programmierung. Das Ergebnis: deutlich schnellere Palettierzyklen, mehr Sicherheit und problemlose Wartung.

Der Palettierer ist eine flexible und kompakte Palettierlösung für verschiedene Branchen. In diesem Fall dient er dem Anordnen und Stapeln von Wasserflaschen.

KUNDENANFORDERUNGEN

• Komplette Überholung des Schaltschranks (Verkabelung, Umrichter, Schutzorgane, Netzteile, Sicherheit, Schrank selbst, SPS, Ein-/Ausgänge)
• Bedienpult (HMI)
• Neuverdrahtung aller Motoren und Sensoren
• Austausch der Sicherheitskomponenten (Not-Halt, Türverriegelungen, PILZ)
• Einbau eines magnetostriktiven Sensors
• Komplette Neuprogrammierung der Palettieranlage
  
• Beschleunigung des gesamten Palettierprozesses

Vorbereitung

Ermittlung und Beschaffung aller erforderlichen Komponenten

Fertigung

Bau des Schaltschranks, Verkabelung...

Test

Prüfung der Sensoren, Inbetriebnahme von Motoren, SPS und Umrichtern

Programmierung

Abschließende Programmierung, Inbetriebnahme der Maschine

EINGESETZTE KOMPONENTEN

• SPS-System Lenze C 520 – mit dem Controller c520 lassen sich anspruchsvolle Steuerungsaufgaben für die koordinierte Bewegung mehrerer Achsen mit hoher Dynamik komfortabel lösen.
• Frequenzumrichter Lenze i700 – der Schaltschrank-Servoumrichter i700 eignet sich für dynamische Bewegungssteuerung und Mehrachsanwendungen.
• Sicherheitsmodule PILZ – Produkte und Technologien von PILZ sorgen für den sicheren Betrieb von Maschinen und schützen Mitarbeiter vor Unfällen.
• HMI-Panel Lenze v450 – Schutzart IP67, modernes, schlankes Design, Power over Ethernet (PoE) für vereinfachte Verkabelung
• BALLUFF – mehrfach redundanter magnetostriktiver Sensor für präzise Positionsmessung

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BLOCKSCHALTBILD

SCHALTSCHRANK

​Bei der kompletten Neukonfiguration des Schaltschranks wurde die ursprüngliche Allen-Bradley-Steuerung durch ein SPS-System Lenze c520 ersetzt. Alle Ein-/Ausgangsmodule wurden durch neue Lenze-Komponenten ersetzt, was Kompatibilität und eine einheitliche Integration der Steuerungselemente sicherstellt. Die Kommunikation zwischen den Systemteilen erfolgt über das EtherCAT-Protokoll. Die ursprünglichen Frequenzumrichter wurden durch neue Lenze-i700-Modelle ersetzt, die ein Bussystem nutzen und die Installation deutlich vereinfachen. Dieses System ermöglicht die Einspeisung über eine einzige Quelle und den Einsatz eines einzigen Schutzorgans, was die Anzahl der Schutzelemente minimiert und die Verdrahtung insgesamt vereinfacht.

​Die Umrichter wurden um einen Bremswiderstand ergänzt, der unerwünschte Überspannungen im DC-Zwischenkreis beim Bremsen verhindert. Die Sicherheitsfunktionen wurden mit Modulen von PILZ realisiert, die Türverriegelungen, Lichtschranken und Not-Halt-Taster überwachen. Der gesamte Schaltschrank wird durch ein an der Tür montiertes Klimagerät vor Überhitzung geschützt.

​Dieser technische Ansatz hat die Effizienz deutlich gesteigert, die Sicherheit erhöht und die Handhabung des Schaltschranks vereinfacht.

Bild 1. Schaltschrank vor dem Umbau Bild 2. Schaltschrank nach dem Umbau

BEDIENPULT

Im Rahmen der Modernisierung des Palettierers wurde das Bedienpult komplett neu gestaltet und mit einem 10-Zoll-HMI-Display V450 von Lenze ausgestattet. Das Display wurde wegen seiner optimalen Größe gewählt, die eine einfache Bedienung der Anlage und eine ausgezeichnete Darstellung aller nötigen Informationen gewährleistet. Zur Modernisierung des Bedienpults gehörte auch eine Überarbeitung der Software-Oberfläche, die die Arbeit des Bedieners mit dem Palettierer effizienter macht und die Reaktionszeiten bei den Abläufen verkürzt.

NEUVERDRAHTUNG VON MOTOREN UND SENSOREN

Im Zuge der Überholung wurden alle Leistungskabel zu den Motoren vollständig ersetzt, sowohl die flexiblen Leitungen in Energieketten als auch die festen Installationen. Der Palettierer verfügte über zahlreiche Sensoren, deren Mehraderleitungen erneuert wurden, um ausreichende Übertragungskapazität und Signalzuverlässigkeit sicherzustellen. Außerdem wurden die Motek-Motorsteuerungen, die bisher direkt auf den Motoren saßen, demontiert und in den Schaltschrank verlegt. Das verbessert die Zugänglichkeit und vereinfacht die Wartung des Systems.

PROGRAMMIERUNG

Die komplette Neuprogrammierung des Palettierers erfolgte mit der Software Lenze PLC3 Designer. Die Programmierung war in mehrere Bereiche gegliedert, darunter Ein- und Auslaufförderer, Hubwerk, Zwischenlagen-Spinne, Stapeltisch und Palettenzuführung. Für Flaschen mit 0,5 l, 1,5 l und 2 l Volumen wurden verschiedene Softwarevarianten entwickelt. Jede Variante wurde für eine unterschiedliche Anzahl von Flaschen und Lagen optimiert. Außerdem wurde ein neues Stapelschema eingeführt, das die Sichtbarkeit der Logos auf der Verpackung verbessert.

Hauptziel der Neuprogrammierung war es, die Gesamteffizienz des Prozesses zu steigern und fließendere Übergänge zwischen den Arbeitsschritten zu erreichen. Erreicht wurde dies durch kürzere Zeitintervalle zwischen den Aufgaben, höhere Arbeitsgeschwindigkeiten und eine angepasste Logik einiger Abläufe.

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Eine deutliche Beschleunigung des gesamten Prozesses wurde durch einen magnetostriktiven Sensor am Hubwerk erreicht, der eine präzise Positionierung beim Be- und Entladen der Flaschen ermöglicht – selbst mit den vorhandenen Asynchronmotoren. Dieser Sensor ersetzte die alten induktiven Sensoren, die die Position des Hubwerks häufig nicht erfassten, sodass das Hubwerk über den Sensor hinausfuhr und Maschinenfehler auslöste. Durch die präzise Positionierung wurde dieses Problem beseitigt, und das Hubwerk erreicht nun deutlich höhere Geschwindigkeiten.

Vor der Modernisierung war der Palettierer störanfällig und erreichte nicht die geforderte Betriebsgeschwindigkeit. Nach der Überholung sank die Störungsrate nahezu auf null, und Geschwindigkeit, Diagnose und Fehlerbehebung im Service haben sich verbessert. Der wichtigste Nutzen der Modernisierung sind Betriebsgeschwindigkeiten, die für maximale Produktion ausreichen.

Lassen Sie uns darüber sprechen, wie wir die Leistung Ihrer Produktionslinie steigern können.

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