Produktion flexibilisieren

Der Autor: Sinan Çakmakçı, Business Development Manager bei Turck in der Türkei

Die Einrichtung einer neuen Produktionslinie für Auspuffanlagen, genauer für Schalldämpfer, stellt unterschiedliche Herausforderungen an Automatisierer: Zum einen ist da der raue Einsatzbereich inklusive Schweißfunken und EMV-Umgebung, zum anderen müssen in der Produktion unterschiedliche Einzelprodukte am Ende harmonisch in einer Gesamtlösung zusammengeführt werden. Um diese Anforderungen zu meistern, hat sich einer der führenden Hersteller von Auspuffanlagen für Turcks modulares I/O-System BL20 somit für eine sehr flexible I/O-Lösung entschieden. Der Kunde stattete mit Turcks Multiprotokoll-Gateways, die in Profinet-, EtherNet/IP- und Modbus TCP-Netzen arbeiten können, eine komplett neue Fabrik in der Türkei aus. Auf den Fertigungslinien in dieser Fabrik enstehen große Schalldämpfer für Lastwagen und Busse. Die Installation und Integration der gesamten Automatiserungslösung hat der Integrator Teknodrom Robotik ve Otomasyon geleistet. Das Unternehmen hat viel Erfahrung mit der Automation von Anlagen in rauen Umgebungen wie in der Automobilindustrie.

Schon in der Konzeptionsphase sprach Teknodrom mit Turck über die Sensorik- und I/O-Anforderungen der neuen Produktionslinie. Mit 50 Jahren Erfahrung in Sensorik, Feldbus- und Anschlusstechnik für raue Industrienanlagen konnte Turck nicht nur Applikations-Know-how einbringen, sondern auch Produktlösungen, etwa neue Technologien wie Multiprotokoll, Fast-Startup und IO-Link. Eine Besonderheit der neuen Produktionslinie ist, dass Feldbussysteme mit unterschiedlichen Steuerungen kommunizieren müssen – ein ideales Einsatzfeld für Turcks modulares IP20-I/O-System BL20. Über die Multipotokoll-Gateways, die drei Ethernet-Protokolle sprechen, und die passenden I/O-Scheiben bringen die BL20-Systeme unterschiedliche Signaltypen zur Steuerung und binden auch verschiedene Ventilinseln der Produktionslinie an. Der Endkunde schätzt an BL20 vor allem die Einfacheit des modularen Systems und die einfache Wartung und Diagnose, die damit möglich wird.

Bei der geforderten Flexibilität dieser Anlage profitiert der Anwender enorm von den Vorzügen, die IO-Link bietet. Der Kommunikationsstandard ist ein interessanter Weg für einen transparenten Durchgriff von der Steuerung bis zum Sensor.

Der Integrator Teknodrom Robotik ve Otomasyon konnte in diesem Projekt aus dem vollen IO-Link-Portfolio von Turck schöpfen und dem Endanwender eine maßgeschneiderte IO-Link-Lösung zusammenstellen. Turcks BL20-4IOL-Gateways mit IO-Link-Master-Modulen und die IO-Link-fähigen IP67-TBIL-I/O-Hubs bringen über eine einfache Vierdraht-Leitung bis zu 16 Schaltsignale aus dem Feld zum Schaltschrank. Der TBIL fungiert als IO-Link-Slave, der 16 binäre Signale zum IO-Link-Master am BL20-Gateway bringt. Das minimiert nicht nur den Verdrahtungsaufwand enorm, sondern reduziert auch die Möglichkeiten für Verdrahtungsfehler. Als alternative Lösung werden oft Passivverteilter mit großen Multipolkabeln gewählt. Da aber jede Ader eines solchen Kabels am Gateway oder an der Steuerung an seiner spezifischen Klemme angeschlossen werden muss, ist diese Lösung zeitaufwändig und auch kostspielig. Erschwerend kommt letztlich noch der nicht unerhebliche Dokumentationsaufwand hinzu.

Einen weiteren Vorteil zeigt IO-Link in der Produktionslinie beim Wechsel der verschiedenen Werzeuge: „Die Spannvorrichtungen für die Produkte müssen in der Anlage oft gewechselt werden. Die IO-Link-Module für BL20 bieten hier eine große Flexibilität. Wir können im Rahmen der Installation ganz einfach das BL20-Sytsem anpassen und um weitere Signale erweitern oder verringern. Bei jeder weiteren Erweiterung oder Überholung der Anlage profitieren wir von dieser Flexibiität“, sagt der zuständige Steuerungstechniker des Integrators, Selim Çagatay.

Neben den Eingangssignalen, die über IO-Link zum BL20-System übertragen werden, müssen auch die Aktorsignale an die Ventilinseln darüber laufen. Ein einziges Interface sammelt also sowohl alle IP20-I/Os, die IP67-Sensor-Signale aus dem Feld und die IP67-Aktorsignale an die Verntilinseln ein. Die Teknodrom-Ingenieure lobten ausdrücklich auch diesen Punkt: „Die Fähigkeit, viele unterschiedliche Module – Ventilinseln und Block-I/O-Module – von einem einzigen Punkt aus anzubinden, ist ein großer Vorteil der Turck-I/O-Lösung.“

Produktionslinien zum MIG-Schweißen verlangen unter anderem aufgrund der hohen EMV-Belastung nach sehr robuster Anschluss- und Sensortechnik. Angesichts der Tatsache, dass Fehler in der Verbindungstechnik am wirkungsvollsten durch die Verringerung der Anschlussleitungen vermieden werden, ist eine „smarte“ IO-Link-Lösung wie in diesem Beispiel bedeutend einfacher, schneller und wirtschaftlicher zu realisieren als Multipolkabel-Systeme. Sie trägt auch ein großes Stück zur Qualitätssicherung bei. Alle Signale werden über Turcks IP67-IO-Hubs TBIL gesammelt und dann über eine einfache Vier-Draht-Leitung zum BL20-System geleitet. IO-Link-Master und Multiprotokoll-Gateway übernehmen die weitere Kommunikation per Ethernet mit den Steuerungen. Dank der digitalen IO-Link-Übertragung spart sich der Anwender aufwändig geschirmte Kabel und andere EMV-Schutzmaßnahmen. Die Turck-Lösung spart auch an dieser Stelle erhebliche Installationskosten und ist zudem in der Wartung einfacher handzuhaben.

„Wir denken, dass wir mit dieser kompakten und flexiblen Lösung und dem guten Preis-Leistungsverhältnis die beste Lösung gefunden haben“, erklärt Selim Çagatay die Entscheidung für BL20 mit IO-Link als Standard in der neuen Schalldämpfer-Produktion.

Anwendern, die die Möglichkeiten von IO-Link ausreizen wollen, bietet Turck eines der umfangreichsten IO-Link-Portfolios weltweit – angefangen bei einer Vielzahl von Sensoren, über Kabel, induktive Koppler und I/O-Hubs bis zu programmierbaren Feldbus-und Ethernet-Lösungen. Turck-Kunden profitieren aber nicht nur von dem umfangreichen IO-Link-Angebot und dem langjährigen Know-how in der Automatisierung von Automobilproduktionslinien, sondern auch von einer Vielzahl applikationsspezifischer Sensor- und Feldbuslösungen für diesen Sektor. Mit Turck Multiprotokoll hat das Unternehmen eine Technologie entwickelt, die drei weltweit genutzte Ethernet-Protokolle (Profinet, EtherNet/IP und Modbus TCP) in einem Gerät vereint, sowohl in Schutzart IP20 als auch in IP67 – als modulares System oder als kompakte Block-I/Os. I

Halle 7, Stand 351