09.07.2015

Spitzenleistung in der Tiefziehmaschine

Die Melsec-L-Serie
flexibel und kompakt

Als High-End-SPS von Mitsubishi Electric vereint die Melsec-L-Serie zwei Seiten der Steuerungswelt. Maschinenbauer profitieren von der großen Funktionalität bei kompakten Abmessungen. Zudem bietet die modulare Bauweise - die eine spätere Komplexitätssteigerung erlaubt - vielfache Vorteile. Diese Eigenschaften kommen auch in der neuen Baureihe an Hochleistungs-Tiefziehmaschinen eines Schweizer Anbieters zum Tragen.


Bild 1: In den Hochleistungs-Tiefziehmaschinen der i-Serie kommen u.a. eine Melsec-L-SPS sowie das ethernetbasierte Protokoll CC-Link IE zum Einsatz.
Bild: VC999 Packaging Systems

Um möglichst leistungsstarke Bereiche zu adressieren, setzt das Unternehmen VC999 Packaging Systems bei den Hochleistungs-Tiefziehmaschinen der i-Serie auf ein neues Designkonzept. Es sorgt für hohe Anlagenflexibilität und einfache Bedienung, sodass auf einer Maschine unterschiedliche Kunststoffschalen und Blisterverpackungen produziert werden können. Voraussetzung für eine leichte Montage und Demontage war eine Standardverkabelung zwischen den Maschinensegmenten. Um eine umfassende Garantie gewährleisten zu können, ist der Einsatz zuverlässiger Automatisierungskomponenten notwendig.

Modulares Maschinenkonzept

Das Unternehmen VC999 Packaging Systems wurde als Teil der Inauen Group bereits 1986 gegründet, der Sitz befindet sich mit Vertrieb, Fertigung und Service im Schweizer Herisau. Schon früh setzte das Unternehmen auf modulare Designkonzepte und ermöglicht so einen flexiblen Anlagenauf- und -abbau für den regulären Betrieb sowie für Transport und Reinigung. Das modulare Design der i-Serie umfasst die drei Hauptsegmente Formung, Versiegelung und Auswurf, die jeweils über ein eigenes Gehäuse für die Steuerungen verfügen. Auswahlkriterien für die Steuerungen waren eine einfache Installation, Verkabelung und Anpassung, um den Entwicklungsaufwand für Anlagenbediener und Wartungspersonal zu reduzieren. Um die passende Lösung zu finden, die alle Anforderungen an Verbindungsflexibilität, Hochleistungsbetrieb und zuverlässige Steuerung erfüllt, verglich der Hersteller mehrere Steuerungsanbieter für die Industrieautomatisierung. Die Wahl fiel schließlich auf die modulare SPS der Melsec-L-Serie von Mitsubishi Electric. Die Steuerung verfügt über ein vielseitiges, baugruppenträgerfreies und erweiterbares Design. Die Datenübertragung läuft über das ethernetbasierte Gigabit-Netzwerk CC-Link IE Field. Die entsprechende standardmäßige Ethernet-Verkabelung erlaubt eine einfache Anwendung bei hoher Kosteneffizienz, wodurch sich letztlich das modulare Maschinendesign realisieren lässt.

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Anbindung an Servotechnik

Der strategische Partner von VC999 und Lieferant von Automatisierungskomponenten Power Motion, leistete bei der Anbindung der Melsec-L-SPS an MR-J3-Servosysteme sowie an E700-Frequenzumrichter von Mitsubishi Electric Unterstützung. Die Servomotoren kommen bei der Indexsteuerung des Auswurfs zum Einsatz, während die Umrichter die Zusatzachsen antreiben. Ein weiterer Servomotor hält die Folienspannung am Folieneinzugssystem aufrecht und sorgt für einen vereinfachten Mechanismus, sodass keine Trapezrollen nötig sind. Im Ergebnis bieten die Tiefziehmaschinen der i-Serie ein modulares, leistungsstarkes Design. Tom Fritz, Electrical Engineering Manager bei VC999, erklärt: "Die Tiefziehmaschine der i-Serie läuft auf einer sehr stabilen Steuerungsplattform, die dazu beiträgt, unseren Kunden die nötige Flexibilität zu bieten." Das Industriel-Ethernet-Netzwerk CC-Link IE Field verbessert die Gesamtanlageneffektivität der Maschine durch hohe Übertragungsgeschwindigkeit und punktet zusätzlich mit reduzierten Verdrahtungs- und Installationszeiten. Durch die hohe Qualität der Automatisierungs-Hardware kann die Maschine mit einer Garantie von 2Mio. Durchläufen geliefert werden.

Steuerungsserie Melsec L

Mit der L-Serie präsentiert Mitsubishi eine leistungsstarke aber kompakte modulare Steuerung, die eine Vielzahl von Funktionen bereits standardmäßig in der CPU integriert hat. Mit ihrem Kosten/Nutzen-Verhältnis und der hohen Benutzerfreundlichkeit ist sie für mittlere Steuerungsanwendungen ausgelegt. Das Konzept der L-Serie, dass ohne Baugruppenträger auskommt, sorgt für eine hohe Systemflexibilität bei wenig Platzbedarf. Die Single-CPU-Architektur beinhaltet eine integrierte Ethernet- und Mini-USB-Schnittstelle, einen SD-/SDHC-Speicherkarten-Steckplatz für Programmspeicher und Datenprotokollierung und 24 digitale E/As für einfache, schnelle Zähl- und Positionieraufgaben. Diese E/As bieten eine Reihe von Funktionen, für die in der Regel separate Module erforderlich sind. Für eine Vielzahl von Anwendungen lassen sich so Hardware-Kosten sinnvoll einsparen. Die Konfiguration der integrierten E/As erfolgt über Parameter mithilfe der Standard-Programmierwerkzeuge. Neben den bereits integrierten Funktionen kann die CPU um bis zu zehn Erweiterungs- und Sondermodule für zusätzliche digitale und analoge E/As, schnelle Zähler, Kommunikationsschnittstellen, Simple Motion oder Positionierung ergänzt werden. Die kompakte Größe, einfache Erweiterbarkeit, Netzwerkfähigkeit und die Vielzahl von integrierten Hochleistungsfunktionen machen die L-Serie nicht nur für autarke Maschinen, sondern auch für vernetzte Stationen in größeren Anwendungen interessant.

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Positionierung

Die integrierte Positionierfunktion verfügt über eine Startzeit von gerade einmal 30s mit einer maximalen Hochgeschwindigkeitsausgabe von 200.000 Impulsen/s. Bei Anwendungen, bei denen keine starken Vibrationen entstehen dürfen, ist darüber hinaus auch eine S-förmige Beschleunigung und Verzögerung möglich. Für die High-Speed-Zählfunktion stehen zwei Kanäle zur Verfügung. Der Differential-Treiber-Eingang unterstützt Zählgeschwindigkeiten von bis zu 200.000 Impulsen/s. Die integrierte Datalogging-Funktion bietet die Möglichkeit, Informationen für Fehlerbereinigung, Leistungsbewertung und andere Zwecke zu sammeln. Mit einem einfach zu handhabenden Konfigurations-Tool können alle Datalogging-Funktionen Schritt für Schritt eingestellt werden. Das Programm GX LogViewer ermöglicht es, die erfassten Daten leicht verständlich auszuwerten.

USB und Ethernet als Standard

Sowohl eine USB2.0- als auch die Ethernet-Schnittstelle können direkt am Installationsort der SPS genutzt werden. Die Ethernet-Schnittstelle ermöglicht den direkten Anschluss entweder mit gekreuztem oder ungekreuztem LAN-Kabel und erfordert keine Konfiguration der SPS oder des angeschlossenen PCs. Alle CPUs, die mit dem gleichen Hub verbunden sind, können erkannt und in einer Liste angezeigt werden. Durch die Wahl einer bestimmten CPU aus der Liste kann diese dann parametriert werden, selbst wenn die IP-Adresse unbekannt ist. Mit einer SD/SDHC-kompatiblen Speicherkarte lassen sich schnell und einfach Sicherheitskopien von CPU-Programmen und Parametern erstellen. Diese können dann ebenso leicht wieder aufgespielt oder dazu verwendet werden, andere CPUs zu programmieren. Die Speicherkarte dient auch der Speicherung der mittels Datalogging-Funktion erfassten Daten.

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Netzanbindung und Programmierung

Die Hochleistungs-CPU der L-Serie verfügt über ein integriertes CC-Link-Master/Slave-Interface, ist kompatibel mit der neuesten Generation von CC-Link-Geräten und unterstützt Verbindungen zu mehr als 1.000 verschiedenen Produkten. Ohne Hinzufügung eines separaten CC-Link-Moduls kann diese CPU High-Speed-Kommunikation mit max. 128 Wörtern zwischen einem Master und einer lokalen Station durchführen. CC-Link ist der dominierende Netzwerkstandard für die Fabrikautomation in Asien und erfährt weltweit zunehmende Beachtung. Als SPS-Wartungs- und Programmier-Software der nächsten Generation, präsentiert Mitsubishi Electric das Tool GX Works2, das auch für die L-Serie empfohlen wird. Mit Funktionen zur schnellen System- inbetriebnahme und Verminderung von Stillstandszeiten, dem verbesserten Programmierdurchsatz und einem hohen Maß an Sicherheit, trägt GX Works2 maßgeblich dazu bei, die Gesamtkosten zu senken.

Gesamtlösungen für die Verpackungsindustrie

Mitsubishi Electric verfügt über viel Erfahrung in der Verpackungsindustrie - schließlich ist das Unternehmen als einer der größten Produzenten in der japanischen Wirtschaft auch selbst Anwender dieser Lösungen - und bietet eine weit gefächerte Produktpalette für die Branche an. Dabei wird die gesamte Bandbreite der Verpackungsdisziplinen abgedeckt: von Abfüll-, Etikettier- und Palettieranwendungen bis hin zu Folien- und Kartonverpackungen. Das gesamte Sortiment von Automationsprodukten lässt sich individuell integrieren, um eine ganzheitliche und abgestimmte Lösung der jeweiligen Anforderungen zu ermöglichen. Das Portfolio reicht von den einfach einzusetzenden Steuerungen der FX-Serie über die Hochleistungserfassung und Mehrachsensteuerung der Melsec System Q, bis hin zum Hochleistungs-Motion-Control-Netzwerk SSCNET III. Besonderes Augenmerk legt der Anbieter dabei auf eine intensive Projektbegleitung: Angefangen von der Erstspezifikation über das gesamte Engineering bis zur Inbetriebnahme sowie Service- und Wartungsaufgaben beim Endkunden begleitet Mitsubishi Electric den gesamten Maschinen- und Anlagen-Zyklus und unterstützt sowohl die Maschinenhersteller als auch die Betreiber bei der Umsetzung.

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Ganzheitliches Portfolio für die Automatisierung

Wie umfassend das Angebot des Automatisierungsanbieters für die Verpackungsbranche ist, verdeutlicht die folgende Aufzählung:

  • • Innerhalb der iQ-Plattform, der Automatisierungsumgebung von Mitsubishi Electric, lassen sich alle wichtigen Bausteine in einer Steuerung kombinieren: SPS, Motion Controller, CNC und Robotersteuerung. Der Produktionsprozess kann so durchgängig und in Echtzeit gesteuert werden. Die einzelnen Automatisierungsbausteine lassen sich ohne großen Programmieraufwand verbinden.
  • • Für entsprechenden Bedienkomfort sorgen die HMI-Systeme mit klar lesbarer Touch-Anzeige. Gerade bei komplexen Systemen bieten diese Bedien- und Visualisierungssysteme eine wertvolle Unterstützung.
  • • Palettieren, umsortieren oder montieren - diese Aufgaben löst die Robotertechnik von Mitsubishi Electric, z.B. die F-Serie in der Scara-Klasse mit einem Takt von 0,29s.
  • • Für Herausforderung in der Antriebstechnik verfügt der Anbieter über eine breites Servo/Motion-Lösungsspektrum: vom einachsigen Punkt-zu-Punkt-System bis hin zu synchronisierten Systemen mit 96-Achsen für Hochleistungsverpackungsmaschinen.
  • • Mitsubishi-Electric-Frequenzumrichter bietet für einfache genauso wie für sehr komplexe Antriebskonzepte eine passende Inverter-Lösung. Sie kommen bei Transportbändern, Wickelapplikationen oder Pumpen zum Einsatz.
  • • Niederspannungs-Leistungsschalter von Mitsubishi Electric sichern verlässlich elektrische Einrichtungen, z.B. mit der WS-V-Serie mit neuer Auslösetechnik. Je nach Anwendungsbereich sind die Leistungsschalter in verschiedenen Produktlinien verfügbar.

Eingerahmt wird das Automatisierungsportfolio u.a. durch das Netzwerk e-F@ctory Alliance. Die Mitsubishi-Electric-Allianz bietet durch seine Partnerstruktur Lösungen für die Leistungssteigerung von bestehenden Produktionsanlagen und deren vielfältigen Steuerungssystemen sowie veralteter Systemarchitektur, in dem die Bereitstellung von Produktionsdaten für MES- und ERP-Systeme verbessert wird. Eine weitere Initiative des Automatisierers richtet sich unter dem Motto 'Packaging - Your Way to Asia' als Strategiekonzept speziell an Maschinenbauer im Bereich Verpackungsautomation. Hier geht es um Lösungen für die wichtigsten Aufgaben der Verpackungstechnik: Wiegen, Palettieren, Einsacken, Verpacken, Etikettieren, Abfüllen, Reinigen und Fördern. (mby)

MelPackAL - die Softwarelösung für Verpackungsmaschinen

Mitsubishi Electric stellt die neue Softwarelösung MelPackAL speziell für die Verpackungsindustrie vor. Sie ermöglicht die einfache und schnelle Anlageneinrichtung mithilfe bereitgestellter Funktionsbausteine und vordefinierter Programme für Verpackungsapplikationen gemäß der geltenden internationalen Standards OMAC PackML und PLCopen. Darüber hinaus bietet die Lösung die automatische Programmgenerierung und Erstellung des Statusdiagramms. In diesem Zug erweitert Mitsubishi Electric auch sein Angebot an vordefinierten Funktionsbausteinen um anwendungsspezifische Funktionen wie Rotary Cutter, Dancer oder Hopper Control.

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