Anwenderbericht (pdf) - Invensys

INDUSTRIE: LEBENSmITTEL (OEm)
Winkler und Dünnebier Süßwarenmaschinen GmbH
www.w-u-d.com
Ziele
• Effektive Produktionsvisualisierung
• Projektierung komplexer Visualisierungs-
und Datensysteme
• Nutzung standardisierter Vorlagen
Anforderungen
• Schnittstellen zu einer Vielzahl
an Systemen
• Offen für Anbieter verschiedener Systeme
„Durch den Einsatz der
Wonderware System Platform
konnten wir die Entwicklungszeiten
für große Visualisierungs- und
Datensysteme halbieren und
zugleich die Standardisierung
deutlich verbessern.“
Bernd Plies, Leiter Elektro- und
Automatisierungstechnik
Schokoladenproduktion auf höchstem Niveau:
WDS setzt zur Anlagenüberwachung auf innovative und
flexible Wonderware System Platform
Verwendete Produkte
• Wonderware® System Platform
• Wonderware InTouch® HmI
• Wonderware Historian
• Wonderware Industrial Computer
Ergebnisse
• Einsparung von 50% an Entwicklungszeit
• Deutlich vereinfachte Verwaltung
der Anlage
• Leichte Austauschbarkeit der Clients
im Fehlerfall
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Das Unternehmen
Jeder kennt die süße Versuchung, die heute in
großer Vielfalt in den Süßwarenregalen zu finden
ist: verführerische Schokolade und köstliche
Pralinen, süße Fruchtgummis und fruchtige
Bonbons. Da stellt sich aber auch die Frage, wer
sich in diesen genussvollen momenten Gedanken
darüber macht, welch umfangreiche Industrie
hinter der Produktion der süßen Versuchung
steckt. Der markt fordert neue Kreationen und
neue, ausgefallenere Geschmacksrichtungen
und das in immer kürzeren Zeiträumen. Dies,
kombiniert mit dem ständigen Druck der
Kostenoptimierung, stellt hohe Anforderungen
an Produzenten und maschinenhersteller.
Diesen Herausforderungen stellt sich die Firma
Winkler und Dünnebier Süßwarenmaschinen
GmbH (WDS), mit Sitz in Rengsdorf,
Deutschland schon seit Generationen und
entwickelt intelligente Lösungen für ihre
hochleistungsfähigen Herstellungsanlagen.
WDS ist spezialisiert auf die Entwicklung,
Konstruktion und Fertigung von Formanlagen für
die Süßwarenindustrie. Hierzu zählen Anlagen
zur Herstellung von Schokoladenprodukten,
wie Tafeln oder auch gefüllten Pralinen,
mogulanlagen zur Herstellung von Fruchtgummis,
Gelee-, Pektin- und Fondantartikeln, Anlagen zur
Herstellung gegossener Bonbons und Extruder
zur Verarbeitung hochviskoser massen, wie z.B.
marzipan.
Anforderung
Ergebnis einer stetigen Weiterentwicklung
und der immer stärkeren Interaktion von
Automatisierungssystemen und der IT-Welt
mit Produktionsumgebungen sind komplexe
und hochleistungsfähige methoden und
Technologien, um dynamisch am markt
aufzutreten und effektiv und flexibel zu
produzieren. So ist beispielsweise ein
durchgängiger Datenfluss zwischen der
ausführenden physikalischen Anlage - wie
einem motor oder einem Ventil - und dem weit
darüber angeordneten management, also der
maschinenleitebene, schon vielfach Standard.
Darüber hinaus soll die maschinenebene
vermehrt in der Lage sein, Daten mit der
Produktionsleitebene - wie ERP- und Qualitätsmanagementsystemen
- auszutauschen. Dies
dient dem Zweck einer flexiblen und effizienten
Zuordnung von Produktions-aufträgen und der
optimalen Ausnutzung von Anlagenkapazitäten.
Kurz gefasst
Hierzu setzt WDS auf den Einsatz leistungsfähiger
Visualisierungs- und managementsysteme.
Auf der Suche nach einem geeigneten
Anbieter fiel schon vor vielen Jahren die Wahl
auf die Visualisierungssoftware Wonderware
InTouch, mit dem mittlerweile schon zahlreiche
Ein- und mehrplatzsysteme erfolgreich
ausgestattet wurden. Heute realisiert WDS seine
Produktionsüberwachung und -Visualisierung mit
Hilfe der Wonderware System Platform. Ergebnis
des Wechsels sind unter anderem deutlich
reduzierten Entwicklungszeiten, die durch
die objektorientierte Entwicklungsumgebung
begründet sind.
Zudem lassen sich mit dem System auch
komplexe Visualisierungs- und Datensysteme
projektieren, in Betrieb setzen und effektiv
unterhalten. Auf diese Weise profitieren
weltweit schon viele namhafte Kunden der
Süßwarenbranche von der einfachen und grafisch
gestützten WDS maschinenbedienung auf Basis
von Wonderware InTouch sowie der Wonderware
System Platform.
Offener, objektorientierter Ansatz
Doch was veranlasste WDS dazu, von der reinen
Visualisierungssoftware Wonderware InTouch auf
die Wonderware System Platform umzusteigen?
WDS Anlagen sind in aller Regel typische
Sondermaschinen und somit ist keine Anlage
gleich einer zuvor ausgelieferten maschine.
Deswegen setzt WDS auf Variantenkonstruktion
und modulbauweise mit der Nutzung von
standardisierten Vorlagen, sowohl für die
Hardwareprojektierung als auch bei der
Software. Durch den Umstieg von der klassischen
Wonderware InTouch-Lösung auf den modularen
Plattform-Ansatz ergibt sich mittlerweile
Einsparung von 50%
an Entwicklungszeit
bei der Projektierung
von Visualisierung,
HmI und Datenmanagement.
Hierbei zahlt sich
einer der besonderen
Vorteile der
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Wonderware
System Platform
aus: Das
Baukasten-Prinzip. Objektvorlagen werden
erstellt, verwendet und abgespeichert – quasi
in einen Werkzeugkasten abgelegt. Diese
einmal entwickelten und ausgetesteten
Objektvorlagen werden dann im Rahmen von
Weiterentwicklungen ständig aktualisiert. Ein
Objekt wird aus der Vorlage entnommen, grafisch
in der Visualisierung an der entsprechenden
Station eingefügt und durch seinen Namen und
Adresse zur SPS deklariert. Jeder Sensor, jede
Anlage oder jedes sonstige Datenelement mit
seinen unterschiedlichsten Eigenschaften wird in
Form eines Objektes vorgehalten. Anschließend
wird diese neu erstellte Instanz des Objektes,
in der Baumstruktur an den entsprechenden
Einsatzort zugewiesen und ist somit direkt
einsetzbar. Voraussetzung ist, dass das Objekt
über die zugewiesene Datenverbindung in der
SPS und auch physikalisch vorhanden ist.
Besonders effektiv wird diese Vorgehensweise
unter der Nutzung einer der Hauptmerkmale
der Wonderware System Platform: dem Anlegen
einer modellstruktur. Diese ist weitestgehend
durch ihren Aufbau selbsterklärend und führt
mit einer Baumstruktur von der Gesamtanlage
oder Linie zur jeweiligen Station und dann
zum entsprechenden „Sensor“, „Aktor“ oder
sonstigem „Datenobjekt“. Daher ist ein gut
durchdachter Strukturentwurf wichtigster
Bestandteil der Projektierungsvorbereitungen,
um das System später effizient zu nutzen.
Darüber hinaus stellt die Wonderware System
Platform alle notwendigen Schnittstellen
und Funktionen für ein betriebsweites
Datenmanagementsystem zur Verfügung und ist
dementsprechend auch leicht in übergeordnete
Systemumgebungen und Prozessleitsysteme
integrierbar.
WDS nutzt diese Lösung in erster Linie
für alle mehrplatz-HmI (Human-machine-
Interface)-Systeme, die in einer Terminal-
Services-Architektur aufgebaut werden.
Dabei arbeiten die Bedien-Terminal-Clients
in einer Verbindungssitzung zum Server, der
i.d.R. klimatisiert und geschützt in einem
Schaltschrank oder auch in einem Serverraum
platziert ist. Vorteil hierbei ist, dass die
Entwicklungsumgebung zentral läuft und
Änderungen schnell und einfach an alle Stationen
gleichzeitig weitergegeben werden können.
Auf Basis dieses Lösungsprinzips wurde
auch eine Formanlage - eine sogenannte
Hohlkörperanlage - für die Firma Brandt
Zwieback-Schokoladen realisiert. Die Anlage
wurde konzipiert zur flexiblen Herstellung von
massiven Schokoladen bis hin zu gefüllten
Pralinenprodukten. Dies ist mit etwa 80 metern
Anlagenlänge eine der größten Pralinenanlagen,
die WDS gebaut und geliefert hat. 100
Servo- Antriebe sorgen für einen schonenden
Formentransport und hochgenaue Positionier-
und Dosiervorgänge.
Im Rahmen dieser
Anlage gibt es drei
Gießstationen, die
jeweils mit einem
Panel (Wonderware
Touch Panel für
Windows CE)
ausgestattet sind.
Über dieses Panel
wird die ganze
Anlage überwacht
und gesteuert. Der
zentrale Rechenknotenpunkt
liegt
allerdings auf einem Server im Schaltschrank.
Panel und Server kommunizieren über Ethernet,
wobei der Server seine Daten von der zentralen
SPS Steuerung (Siemens S7-400) bezieht. Die
Anbindung für das ‚motion Control‘, d.h. an die
Steuerungen und Antriebe (Bosch Rexroth) läuft
ebenfalls über Ethernet. Die große menge an
prozessorientierten Daten wie von integrierten
Waagen, die die Formen in ihren verschiedenen
Verarbeitungsstadien automatisch wiegen
(Leergewicht, Schalengewicht, Füllungsgewicht,
Endgewicht), wird von der Wonderware
System Platform verwaltet, gespeichert und
weitergeleitet.
Teil der Wonderware Lösung ist auch eine
effiziente Rezeptverwaltung. Damit ist es im Fall
eines Produktionswechsels ein Leichtes, die
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Umstellung durchzuführen. Beim Laden des
Rezepts wird die komplette Anlage entsprechend
eingestellt hinsichtlich Temperaturangaben,
motordrehzahlen, Zeiten und Grenzwerten.
Der Anlagenbediener hat in weniger als einer
minute die Anlage für das neue gewählte Produkt
parametriert.
WDS setzt auf moderne Technologie zur
Produktoptimierung
Bei Brandt-Schokoladen kommt zudem
ein RFID (Radio Frequency Identification)-
produktüberwachendes System zum Einsatz.
Jede Schokoladenform ist mit einem
sogenannten „Tag” ausgestattet und ist damit
an entsprechende Lesestationen identifizierbar.
So werden z.B. die Formengewichte anhand
des Formencodes verfolgt und auf Plausibilität
und Grenzwertverletzung ausgewertet. Formen,
deren Gewicht vom Toleranzgewicht abweicht,
werden dann markiert und ausgeschleust. Die
gesammelten Daten können für entsprechende
Statistiken und Produktoptimierungen genutzt
werden. Dieser Prozess wird partiell in der
Visualisierung dargestellt und kann fortlaufend
überwacht werden.
Immer auf dem Laufenden
mittels einer VPN (Virtual Private Network)
Verbindung kann WDS online die Anlage
vollständig überwachen und warten. Das Web-
Interface kann natürlich auch vom Kunden
selbst genutzt werden. So kann er von anderen
Arbeitsplätzen aus in die Fertigungsanlage
„hineinschauen“, um Statusmeldungen oder
Produktionsstatistiken abzurufen.
Unendliche Möglichkeiten
Dieses auf Wonderware Software basierende
System bietet noch viele weitere möglichkeiten.
Die Erweiterbarkeit und die Flexibiltät der System
Platform ist gerade für größere Anlagentypen der
Süsswarenindustrie ein meilenstein. WDS setzt
auf diese Software und entwickelt darüber hinaus
fortlaufend neue Ansätze, um die Produktionswelt
der Süsswaren noch bunter zu machen.
Dieses Dokument entstand in Zusammenarbeit
mit: Winkler und Dünnebier Süßwarenmaschinen
GmbH
Ringstraße 1
D-56579 Rengsdorf
Tel. 026 34/96 76 - 200
Fax 0 26 34/96 76 - 269
Email: sales@w-u-d.com
Internet: www.w-u-d.com
Bildmaterial: WDS
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A111D0908 • Rel. 2011/4
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