ENERGIEEFFIZIENZ IN DER ANTRIEBSTECHNIK Einsparpotenzial

Automatisierung SPEZIAL

24 | Getränke! 01 | 2011

am Rotor, dadurch wird das Antriebssystem etwas kompakter, erreicht aber Wirkungsgra-de von über 90 %, dazu ein hohes Drehmo-ment bei einem großen Drehzahlstellbereich. Großen Anteil an der Effizienzsteigerung ha-ben, wie aus der EU-Verordnung erkennbar, entsprechende Getriebe mit Drehzahlregelung. Frequenzumrichter reduzieren den Energiever-brauch in Anlagen, wenn diese nicht perma-nent unter Volllast laufen. Die SPS/IPC/DRIVES in Nürnberg bildete wie-derum eine Plattform, gemäß dem gegenwär-tig anhaltenden Trend zur Energieersparnis, gezielt auf die Antriebstechnik in den Produk-tionsstätten hinzuweisen. Die Anlagenbauer sind ohnehin angewiesen, bei neuen Maschi-nen und Anlagen die hocheffizienten Antriebe einzusetzen. Die Betreiber von Fördersystemen in der Getränkeindustrie sollten bei Anlagen-veränderungen oder -erweiterungen, zutref-fend auch für die Antriebe bei Pumpen, Lüfter und Kompressoren, die Antriebssysteme über-prüfen und gegen neue, effizientere Lösungen austauschen. Die geringeren Betriebskosten sind der Lohn dafür.

Energieeffiziente ElektromotorenDie Siemens AG, Industry Sector/Drive Technologies, stellte Energiesparmotoren für verschiedene Anwendungen vor, die im Ver-

gleich zu Standardmotoren bis zu 40 % we-niger Verlustleistung aufweisen. Das Portfolio umfasst alle Leistungsgrößen in den Wirkungs-gradklassen IE1 und IE2. Diese Motoren sind für den Netz- und Umrichterbetrieb sowie für die Siemens-Steuerungen geeignet. Auch Nie-derspannungs-Asynchronmotoren in Alumi-nium und Grauguss werden gemäß der inter-nationalen Wirkungsgradnorm ICE 60034-30 mit Leistungen von 0,75 bis 375 kW angebo-ten. Die High-Torquemotoren HAT-direct sind Direktantriebe mit hohem Wirkungsgrad. Es sind permanenterrregte Synchronmotoren, die hohe Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen direkt an die Arbeitsmaschine oder Förderanla-ge weitergeben. Sie werden mit den Frequenz-umrichtern als langlebige Antriebslösung mit niedrigen Lebenszykluskosten und hohem Wir-kungsgrad eingesetzt. SEW-EURODRIVE GmbH & Co. KG, Bruch-sal, ist mit dem DR-Motorbaukasten bestens für die Zukunft gerüstet. Schon in Hinblick auf die absehbaren internationalen Vorschrif-ten wurde dieser schon lange vorher als Ener-giesparkasten konzipiert und erfüllt spielend die oben genannten Energiesparklassen. Um die Effizienz von Automatisierungssystemen zu steigern, muss bei den Motoren begonnen werden. Das konnte das Unternehmen schon mit der Vorstellung des mechatronischen An-triebssystems MOVIGEAR®, das heute schon der noch geplanten Wirkungsgradklasse IE4 entspricht, vor zwei Jahren überzeugend be-weisen. Als Energiesparer unter den Elektromoto-ren bezeichnete die ABM Greiffenberger Antriebstechnik GmbH, Marktredwitz, ihre Sinochron®-Motoren-Baureihe. Es sind Syn-chronmotoren mit Hochleistungs-Permanent-magneten, die eine sinusförmige Flussvertei-lung (EMK) aufweisen. Durch die innenliegen-den Permanentmagnete lässt sich der Rotor einfach herstellen. Die verteilte Statorwicklung ist analog den Asynchronmotoren, so dass die Statoren kostengünstig in großen Serien pro-duziert werden können. Die Motoren zeich-nen sich durch eine kompakte Bauform, gu-

M it der EU-Verordnung für die um-weltgerechte Gestaltung von Elek-tromotoren EG 640/2009 haben die

europäischen Motoren-Hersteller einen wichti-gen Schritt zur Optimierung der Antriebssyste-me unternommen. Die Einführung der neuen Effizienzklassen erfolgt stufenweise zu festge-legten Terminen:

f IE1 (Standardeffizienz) f IE2 (hohe Effizienz): Alle Motoren müssen ab 16.06.2011 mindestens das Effizienz- niveau IE2 aufweisen. f IE3 (Premiumeffizienz): Ab 01.01.2015 müssen Motoren mit einer Nennausgangs-leistung von 7,5 – 375 kW mindestens das Effizienzniveau IE3 aufweisen oder das Effi-zienzniveau IE2 und mit einem drehzahlver-ändernden Antrieb ausgerüstet sein. Ab 01.01.2017 müssen alle Motoren mit der Nennausgangsleistung vom 0,75 – 375 kW das Effizienzniveau IE3 aufweisen bzw. IE2 mit drehzahlverändernden Antrieb versehen sein.

Der Anschaffungspreis eines solchen Motors wird höher sein, doch gilt es zu bedenken, dass jede Erhöhung in Relation zu den Ener-giekosten und damit zu den Betriebskosten zu setzen ist. Allein diese machen über 80 % der Lebenszykluskosten eines Elektromotors aus. Beschaffung und Montage betragen weniger als 20 %. Da der Energieverbrauch während der Nutzungsphase auch den größten Einfluss auf die Umwelt ausübt, sind Motoren mit hö-herer Effizienz klar umweltverträglicher.

Energieeffiziente Antriebe in der FördertechnikHorizontale Fördersysteme stellen die häufigs-te Anwendung von elektrischen Antrieben dar. So sind allein in Getränkeabfüllbetrieben für den Flaschen-, Gebinde- und Paletten-transport etwa 100 dezentrale Antriebssyste-me erforderlich. Die bisher häufig eingesetzten Asynchronmotoren sind zwar einfacher, robus-ter und preiswerter, doch erreichen sie nicht den Wirkungsgrad der Synchronmotoren. Die-se verfügen über einen Permanentmagneten

Messerundgang auf der SPS/IPC/DRIVES. Die Verknappung der Primärenergieressourcen, die seit 2000 stei-

genden Energiekosten sowie der durch die Nutzung der fossilen Energieträger beschleunigte Klimawan-

del zwingt die Industrie zur verstärkten Energieeinsparung. Insbesondere die elektrischen Antriebssysteme,

die zwei Drittel der elektrischen Energie in der Industrie umsetzen, bieten ein erhebliches Einsparpotenzial.

Einsparungen können erreicht werden durch Verbesserung des Wirkungsgrades der einzelnen Komponen-

ten des Antriebsstranges (Motor und/oder Getriebe), durch effiziente Dimensionierung und Prozessführung

oder durch eine verbesserte Regelung der Antriebssysteme und Nutzung der Bremsenergie.

ENERGIEEFFIZIENZ IN DER ANTRIEBSTECHNIK

Einsparpotenzial & Kostenreduzierung

Getränke! 01 | 2011 | 25

tes Rundlaufverhalten und geringe Geräusch-entwicklung aus. Sie sind gut regelbar in Ver-bindung mit der dazugehörigen Regelein-heit SDC. Durch den geringen Energiebedarf sprach der Aussteller von deutlich besseren Werten als IE3. Die Motoren sind sowohl für den Dauerbetrieb bei Pumpen und Lüftern als auch für Antriebe im Rahmen der Intralogistik geeignet. Kollmorgen Europa GmbH, Ratingen, zeigte mit dem Servomotor AKM Washdown eine neue Standardlösung für die Lebensmit-tel- und Getränkeproduktion, die sich durch geringere Investitions- und Betriebskosten ge-genüber dem Wettbewerb auszeichnet. Statt Edelstahlgehäuse wird eine spezielle Beschich-tung aufgebracht, die alle hygienischen Anfor-derungen erfüllt. Es wurden auf dem Stand die Vorteile des Synchronservomotors AKM ge-genüber einem Asynchronmotor demonstriert. Dank Permanentmagnete, wesentlich kleinerer Massenträgheit und energie- und raumsparen-der Auslegung benötigt die AMK-Lösung im Schnitt 30 % weniger Energie. Noch besser ist die Bilanz bei einer Kombination mit dem Ser-voverstärker AKD. Hinterlegte Motordaten und ausgefeilte Regelalgorithmen optimieren den Energieabruf.

GetriebemotorenSiemens bietet mit MOTOX Getriebemotoren in dem Leistungsbereich von 0,09 – 200 kW ein breites Spektrum für alle Branchen an. Die Ge-triebe verfügen über sehr hohe Getriebenenn-momente und hohe Wirkungsgrade. In der Re-gel liegen die Wirkungsgrade für Stirnrad-, Flach- und Kegelstirnradgetriebe bei 98 % (1-stufig), 96 % (2-stufig) bzw. 94 % (3-stufig). Stöber Antriebstechnik GmbH + Co. KG, Pforzheim, machte auf das neue SMS-Kegel-radgetriebe KL1 aufmerksam, das die Volu-menleistung weit über 100 % steigert. Es ist in seinen Abmessungen viel kleiner als die vorangegangene Ausführung K1 durch die Anwendung einer neuen 2-stufigen Radsatz-geometrie. Es ist für hohe Drehzahlen beim Eintrieb bis 6000 U/min ausgelegt. Abtriebs-seitig bieten die neuen Winkelgetriebemoto-ren verschieden ausgeführte Abtriebswellen und Befestigungsarten. Sie entsprechen den Anforderungen für Verarbeitungs- und Verpa-ckungsmaschinen und sind in der Ausführung „Foodtech“ für Hygieneansprüche in der Ge-tränke- und Lebensmittelproduktion geeignet. Auf der Pressekonferenz der WITTENSTEIN AG, wurde der Servoaktuator TPM+high torque als letztes Mitglied dieser TPM-Familie vorgestellt. Der Vorteil des Getriebemotors ist seine sehr hohe Verdrehsteifigkeit bei sehr

kleinem Verdrehspiel sowie das hohe Dreh-moment bei geringen Abmessungen und Ge-wicht. Die zweite Messeneuheit bildete der Edelstahl-Servoaktuator axenia-CPM, eine An-triebslösung für hohe hygienische Anforderun-gen in der Pharma- und Lebensmittelindustrie. Dieser Aktuator ist hochbeständig gegenüber Reinigungs- und Desinfektionsmitteln mit einer Schutzart IP 67 (IP 69). Er ist einsetzbar – da ohnehin eine kleine Maschine ohne aufwendi-ge Kapselungen – für Füll- und Verpackungs-prozesse mit einer hohen Dosiergenauigkeit und geringer Prozesstoleranz. Das thermische Verhalten müsse jedoch beachtet werden, da keine Kühlrippen zur Wärmeabführung vorge-sehen sind. Spielarme Planeten- und Winkelgetriebe für Verpackungsmaschinen sowie für den Einsatz in den Bereichen Automation, Handhabung und Robotik brachte Wilhelm Vogel GmbH Antriebstechnik, Oberboihingen, auf die Messe. Für Servoanwendungen werden Win-kelgetriebe mit hohen Wirkungsgraden sowie „abwaschbare“ Ausführungen für die Lebens-mittel- und Pharmaindustrie angeboten.

FrequenzumrichterSchon seit einigen Jahren kommen Frequenz-umrichter verstärkt ins Gespräch und wurden an dieser Stelle schon mehrfach in Messebe-richten vorgestellt. Siemens AG hat im Zu-sammenhang mit zukunftssicheren Antriebs-konzepten ein umfangreiches Angebot, de-ren Inbetriebnahme gemeinsam über ein in-telligentes Bedienungspanel erleichtert wird. Die universelle Baureihe MICROMASTER ent-hält Versionen, z. B. Typ 430 mit einem Ener-giesparmodus für Pumpen und Lüfter. Die Um-richter SIMATIC ET 2005 FC und ET 200pro FC werden direkt in die dezentrale Automatisie-rung SIMATIC ET 200 eingebunden. Speziell für Antriebssysteme werden weitere Baureihen mit Zusatzfunktionen wie Energierückspeisung und Safety Integrated angeboten. Die Frequenzumrichter-Baureihen der ABB Automation Products GmbH, Ladenburg, basieren auf einer gemeinsamen Architektur, d.h. die Niederspannungs-Frequenzumrichter von 0,5 – 250 kW mit 208 – 690 V verwenden Bedienpanels in gleichem Design, harmoni-sierte Parameter, universelles Zubehör und die gleichen Tools. Damit wird die Bedienung beim Anwender erleichtert, senkt die Ersatzteilkos-ten und steigert die Produktivität.

Komplette AntriebssystemeDanfoss GmbH, Offenbach, stellte mit VLT FlexConcept eine moderne Antriebslösung vor, bei der alle Komponenten einschließlich Steue-

rung und Frequenzumrichter VLT Decentral Drive FCD gezielt aufeinander abgestimmt sind und auch bei Getränkeabfüllanlagen den hy-gienischen Anforderungen (EHEDG-zertifiziert) genügt. Der Motor VLT One-GearDrive über-trifft bei der Energieeffizienz sogar die Premi-umeffizienzklasse IE3. Anteil daran hat auch das Getriebe mit Kegelrädern statt Schnecken und die Verwendung von zwei statt bisher drei Schaltstufen. SEW-Eurodrive hatte das Smart Servo Package (SSP) auf dem Stand. Es ist eine Kombination von Steuerungen, Servoreglern, synchronen Servomotoren und Planetengetrie-ben, die miteinander verknüpft sind. Die zen-trale Komponente bildet der Servoantrieb MOVITRAC LTX. Er kann für anspruchsvolle Steuerungsvorgänge mit abgestimmten Kom-munikationsgateways und Bewegungssteue-rungen kombiniert werden. Drehzahlgeregelte Anwendungen werden durch einfache Kom-munikation mit Feldbus- oder Ethernet-Gate-ways ermöglicht. Dunkermotoren GmbH, Bonndorf, mach-te den Besucher mit dem Ausschankautomat für Bier aus Flaschen auf ihren Messestand aufmerksam. Dieser Automat soll keinesfalls den Biertrinkern das Vergnügen mit dem Öff-nen der Flasche vor dem ersten Schluck unter-drücken. Dieser Automat führte diese Vorgän-ge sehr besonnen und langsam aus und dürf-te auch für einen solchen Zweck viel zu teuer sein. Der Aussteller, Technologieführer für An-triebslösungen im Kleinformat, demonstrierte mit diesem Ausstellungsstück das Zusammen-spiel der verschiedenen Abläufe, Bewegungen und Vorgänge, das von einem Programm ge-steuert und den Kleinmotoren einschließlich Zubehör in Szene gesetzt wird. Der Aussteller verfügt über eine große Produktionspalette u.a. mit Dreh- und Wechselstrommotoren, bürstenlose Gleichstrommotoren, Stellantriebe, Planeten- und Schneckengetriebe, Regelelek-tronik, die für die Automatisierung von Verar-beitungsmaschinen, Abfüll- und Verpackungs-maschinen, Medizin- und Labortechnik bis zur Intralogistik benötigt werden. Bei dem erfolgten Messerundgang konnte nur ein kleiner Teil der mehr als 1300 Ausstel-ler besucht werden. Weit mehr als nur die ge-nannten Unternehmen sind mit ihren Antriebs-lösungen und Automatisierungskomponenten in Getränkeanlagen und Verpackungsmaschi-nen verbaut, die zwar unentbehrlich jedoch meistens gar nicht sichtbar sind. DR. G. A.

www.mesago.de/SPS

MEHR INFORMATIONENi

www.dampferzeuger.de 06203955086-0

RZ_Jumag Anzeigenleiste 184 x 16.indd 1 15.01.2009 11:23:57 Uhr


26 | Getränke! 01 | 2011

GASTKOMMENTAR

Energie richtig einsetzen

Der nächste Schritt zur Optimierung der Energieeffizienz wäre eine offene Diskussion über die bestehenden Maschinenkonzepte. Dazu müssen in disziplinübergreifenden Pro-jekten, die in idealer Weise gemeinsam mit Zulieferern von besonders energieintensiven Komponenten durchgeführt werden sollten, energetisch optimierte Anlagenkonzepte durchdacht werden. Dies erfordert jedoch eine völlig neue Her-angehensweise an das Lösungsdesign der Ma-schine. Mit dem Wort Design ist an dieser Stel-le nicht die optische Ausführung der Maschi-ne gemeint. Manch einer fragt sich an dieser Stelle vielleicht, warum ich nicht das viel geläu-figere Wort Maschinenkonstruktion verwen-de. Das Wort Konstruktion verwende ich ganz bewusst nicht, weil dieses Wort in vielen Köp-fen auch gleich den Ablauf eines derartigen

I m maschinenbaulichen Umfeld gibt es sicherlich auch sehr viele Initiativen und auch Forschungsprojekte, die sich dem

Thema Energieeffizienz widmen. Jedoch sind diese vielerorts noch in der Startphase und werden manchmal auch durch zu viel bürokratischen Wirrwarr in den Behörden und verantwortlichen Stellen behindert, zeit-nah zu starten, wie ich es aus eigener Erfah-rung weiß.

Entscheidende Schritte zur Optimierung der EnergieeffizienzEin großer Hebel zur Steigerung der Ener-gieeffizienz unserer Maschinen und Anlagen liegt aber eigentlich nicht darin, dass öffent-lich geförderte Projekte die Industrie dazu animieren, etwas zu tun, sondern dass die Unternehmen von sich aus konzentriert daran arbeiten. Zwar steht in fast allen in-dustriellen Lastenheften für die Neu- oder Weiterentwicklung von Maschinen /Anla-gen, dass sich der Energieverbrauch der zu-künftigen Entwicklungen um 20, besser noch 30 % verringern soll, jedoch stelle ich immer wieder fest, dass viele Unternehmen gar nicht wissen, wie viel Energie ihre Ma-schinen in welchen Betriebszuständen ver-brauchen. Folglich müss(t)en die Unternehmen oft-mals erst einmal ihre Kunden fragen, ob sie in deren Betrieben Messungen an den im Realbetrieb laufenden Maschinen /Anlagen durchführen dürfen. Vielen Maschinenbau-ern ist dies aber sehr unangenehm, da sie dazu ihren Kunden eingestehen müss(t)en, dass der Energieverbrauch der eigenen Pro-dukte nicht zu 100 % transparent ist. Des-halb entscheidet sich manch ein Unterneh-men dafür, diesen Schritt auszulassen oder nur halbherzig anzugehen.

(Maschinen-) Projekts impliziert, d. h. zu-nächst wird die Maschine konstruiert und dann automatisiert. Mit dieser bewährten oder auch eingeschliffenen Methode sind viele Maschinenbauer Weltmarktführer ge-worden. Dies heißt aber nicht, dass dies in Zukunft auch weiterhin so sein muss. Viel-mehr sollten in einer Anfangsphase eines Projektes, die Prozesse und Abläufe in der Maschine systematisch sowie parallel dazu die Betriebsarten erfasst und beschrieben werden, um dann in gemeinsamen diszi-plinübergreifenden Diskussionen wirklich neue Maschinenkonzepte zu entwickeln, die nicht nur die konstruktions- oder pro-duktionsorientierten Belange in der An-fangsphase hervorheben, sondern die ener-getischen Aspekte von Anfang an berück-sichtigen.

FazitUm energieeffiziente Maschinen zu bauen, ist es eben nicht mehr getan, erstmals die Maschinen durchzukonstruieren, um dann dem ersten Anschein nach geeignete Mo-toren, Sensoren, Pneumatik- und/oder Hy-draulikeinheiten in der Maschine zu „pla-tzieren“, sondern es gilt, Prozesse zu be-schreiben und deren Energiebedarf je nach gewähltem mechatronischen Konzept dar-zustellen. Wie das genau geht, wollen wir gemeinsam mit Hochschulen und führen-den Unternehmen in einem Forschungspro-jekt darstellen … Wenn es dann mal nicht nur genehmigt, sondern wirklich auch offi-ziell gestartet werden darf – was sich leider seit einem Jahr hinzieht.

www.itq.de

MEHR INFORMATIONENi

Das Thema Energieeffizienz ist in den Medien und in der Politik sehr präsent. Gleichsam

bin ich mir manchmal noch nicht so ganz sicher, ob dieses Thema in den Köpfen der

Deutschen wirklich schon richtig angekommen ist, um damit auch das Handeln des Einzel-

nen, aber auch der Unternehmen entscheidend zu beeinflussen. Sicherlich wird jetzt

so mancher sagen, dass beispielsweise die deutsche Autoindustrie mit dem Einsatz von

Kohlefaser beim Bau von Karosserien neue Wege beschreitet und leichte Autos doch

wesentlich weniger Energie benötigen als schwere. Wenn man ehrlich ist, sind solche

Maßnahmen sicherlich sehr fortschrittlich, aber am Ende des Tages doch nur Leuchtturm-

projekte, die zwar weit strahlen, aber manchmal auch blenden.

von Dr. RAINER STETTER, Geschäftsführer ITQ GmbH, Garching bei München

Bild: Güdel

Answers for industry.

Optimized Packaging Line erleichtert die Produktionsumstellung mittels durchgehender Integration der Abfüll- und Verpackungsmaschinen.Wie Softdrinkhersteller ihre Produktion besser auf Konsumtrends abstimmen können: Mit Optimized Packaging Line, das Abfüll- und Verpackungsanlagen durchgängig automatisiert sowie integriert, und damit die Produktionsumstellung erheblich vereinfacht. Ob kleine oder große Chargen. Ob bewährte oder neue Sorten. Je nach Lust und Laune des Marktes. www.siemens.com/softdrinks

E200

01-F

230-

T110

Wie wird aus Cranberry schneller Waldmeister?

90770_E20001-F230-T110_Softdrink_A4.indd 1 17.02.11 13:10


28 | Getränke! 01 | 2011

schinen anbinden. Dies erlaubt durchgängige Produktionsanalyse, optimierte Prozesse und eine effiziente Qualitätssicherung.

MES-Lösungen sichern Qualität und WirtschaftlichkeitPraxisnah zeigten dann auch verschiedene Hersteller auf, wie MES-Lösungen die Anla-genproduktivität und die Prozessqualität er-heblich steigern können. Uwe Küppers, Direktor Software EMEA bei Rockwell Auto-mation, berichtete von einer Lösung bei Chivas Brothers Scotch Abfüllung. Der Betrieb ist ver-antwortlich für die Mischung und das Abfüllen von hochwertigem Whisky. Dabei ist es ent-scheidend, das Blenden zeitnah zu verfolgen, denn jede Verunreinigung mit einem jüngeren Produkt mindert den Wert des Endproduktes

entscheidend. Rockwell Automation installier-te hier eine MES-Lösung, die als Infomations-drehscheibe zwischen den ERP-Systemen und der Prozessautomatisierung fungiert. Sie ver-folgt die Produkte durch den gesamten Abfüll-prozess und gibt nur gültige Produktionswe-ge frei. Vereinbarkeitschecks sichern die Qua-lität und vermeiden kostspielige Fehler durch Verunreinigungen. Die Auswertung erfolgt an-hand von betriebswirtschaftlichen Kennzahlen. Dabei greift das System auf Daten aus Produk-tion, Labor, ERP, MES, etc. zurück und zeigt sie auf einem Dashboard an. „Innerhalb von neun

Monaten konnten wir die alte maßgeschnei-derte MES-Lösung durch eine wesentlich fle-xiblere Anwendung ersetzen“, sagte Küppers. „Der ROI beträgt weniger als ein Jahr.“ „Die Wirkung von MES-Lösungen entfaltet sich erst auf längere Sicht, wenn die Informa-tionen auch dafür verwendet werden, am ei-gentlichen Ablauf etwas zu verändern“, sagt Werner Hasenschwanz von Siemens. Als glo-bal agierender Konzern wollte Carlsberg in sei-ner Brauerei Carlsberg Fredericia ein MES auf der Basis standardisierter Systemarchitektur wie ISA 88 und ISA 95 einführen. Dabei sollten die Bediener vom MES so unterstützt werden, dass sie weniger Fehler machen und schnel-ler Entscheidungen treffen können. Zum Ein-satz kamen Simatic IT-Komponenten mit be-währten Funktionalitäten für den Brauprozess,

die mit dem offenen Industriestandard ANSI/ISA-95 übereinstimmen. Den „Heiligen Gral“ des Brauereiprojektes bildet die Brewing Industry Library mit ihrer brauereispezifischen Logik für die DCS-Schnittstelle. Diese vorkonfigu-rierte Lösung unterstützt die gesamte Prozesskette vom Auftrags- und Ma-terialmanagement über Produktspe-zifikation und Qualitätsmanagement bis zum Reporting und führt zu nied-rigeren Gesamtbetriebskosten (TCO) mit entsprechender Flexibilität im Ma-terialmix. Dies sei auch notwendig ge-

wesen, so Hasenschwanz, denn innerhalb der Projektlaufzeit von drei Jahren baute Carlsberg Fredericia seine Produktionskapazität von zwei auf sechs Millionen Hektoliter aus.

Flexible ProduktionsüberwachungVon einer MES-Implementierung bei Starzinger in Frankenmarkt/Österreich berichteten auch Stephan Preishuber, Inhaber der gleichnami-gen Firma, und Emilian Axina von Copa-Data. Starzinger ist drittgrößter Produzent alkohol-freier Getränke in Österreich und füllt neben eigenen Produkten noch etwa 250 verschiede-

I m Kern ging es auf dem fünften Sympo-sium für Informationstechnologie um die Frage nach Mehrwert, Nutzen und den

richtigen Einsatz von MES-Systemen. Inzwi-schen haben Branchennormen und Standards wie IEC 62264, S95, VDI 5600, NAMUR, etc. dazu beigetragen, die Aufgaben und Funktio-nen der prozessnah operierenden Produktions-leitsysteme zu optimieren. Insofern sind MES-Lösungen heute Teil des Strebens eines Unter-nehmens nach „Operational Excellence“ und eng verbunden mit dem Ziel, die betrieblichen Vorgänge zu analysieren, zu bewerten und zu optimieren.

Flexible ProduktionssteuerungDie Lebensmittelindustrie ist heute in beson-derer Weise gefordert, qualitativ hochwerti-ge Produkte zu marktgerechten Prei-sen anzubieten. Im Spannungsfeld zwischen gesetzlichen Anforderungen und Wirtschaftlichkeit sei eine effiziente informationstechnische Unter-stützung der inner- und überbetrieb-lichen Prozesse unabdingbar, betonte Gastgeber Prof. Dr. Horst-Christian Langowski, Ordinarius des Lehrstuhls für Lebensmittelverpackungstechnik an der TU München in seinem Eröff-nungsstatement. Hinzu komme noch die steigende Produktvielfalt und die Varianten in der Ausstattung, was ei-nen Trend zu immer kleineren Chargengrö-ße unterstreiche. Dies mache die Aufgabe der Entscheidungsträger nicht einfacher. Termin- und Kostendruck sowie veränderte Margen erfordern eine Optimierung der hoch tech-nisierten Produktions- und Abfüllanlagen, so Langowski weiter. Schaut man allein auf die Abfüllung, so liegt hier eine Menge Optimie-rungspotenzial brach. Doch dies zu entfalten, scheitert häufig an durch Insellösungen ge-prägte Anlagenstrukturen. Mit den Weihenste-phaner Standards lassen sich Manufacturing Execution Systeme durchgängig an die Ma-

Vielseitige Möglichkeiten moderner Produktionseinrichtungen. Die Informationstechnologie zieht immer

mehr in die Lebensmittelproduktion ein. War noch vor zehn, fünfzehn Jahren die IT-Landschaft von

einzelnen kundenspezifischen Projekten geprägt, so trifft man heute auf ein breites Interesse. Über 100

Anwender, Hersteller und Experten diskutierten über flexible Produktionssteuerungen mit Manufacturing

Execution Systems (MES) und deren Weiterführung zur digitalen Produktion auf dem fünften Symposium

für Informationstechnologie, das die Lehrstühle für Lebensmittelverpackungstechnik und für Informa-

tionstechnik im Maschinenwesen der TU München (TUM) vom 18. – 19.01.2011 am Fraunhofer IVV in

Freising veranstalteten.

INFORMATIONSTECHNOLOGIE IN DER LEBENSMITTELPRODUKTION

Dem Kostensparpotenzial auf der Spur

„Innerhalb von neun Monaten konnten wir die alte maßge-schneiderte MES-Lösung durch eine wesentlich flexiblere An-wendung ersetzen. Der ROI beträgt weniger als ein Jahr.“

UWE KÜPPERS Direktor Software EMEA, Rockwell Automation

Getränke! 01 | 2011 | 29

ne Produkte von 100 Firmen ab. Damit steigt die Komplexität der Produktion; unzählige Da-ten müssen ausgewertet, analysiert und den Behörden auf Länder-, Bundes-, und EU-Ebe-ne vorgelegt werden. Zusätzlicher Leistungs-druck kommt von den Kunden, die hohe Qua-lität und termingerechte Lieferung vorausset-zen. Die Preishuber GmbH implementierte mit zenon von Copa-Data ein Prozessleitsystem, das alle prozessrelevanten Daten aufzeichnet und die Anlagen sowie ihre Prozesse visuali-siert. Ein Archivserver zeichnet alle prozessrele-vanten Daten online auf. Erweiterte Trends er-lauben es, Einzeldaten in kombinierter Form als Trend zu veranschaulichen, je nach Bedarf und gesetzten Parametern. Die Berichte sind für den Getränkeabfüller besonders wichtig. „Für die eigene Prozesskon-trolle und für die Behörden erstellen wir pro Anlage so genannte Char-gen-Protokolle, die pro Charge alle prozessnahen Werte wie zum Beispiel Pasteurisierer-Temperatur, Brixwer-te oder CO2-Werte enthalten“, sagt Stephan Preishuber. „Die größte He-rausforderung bei der Implementie-rung war deshalb auch die Gesamt-archivierung, weil die Daten verschie-dener Anlagen unterschiedlicher Her-steller zusammengeführt werden mussten. Dank der Systemoffenheit von zenon gab es aber keine Probleme. Ohne die Produk-tion zu behindern oder in den laufenden Be-trieb einzugreifen, konnten wir alle Daten ent-sprechend aufbereiten. Ein Netzwerk, im Ideal-fall auch redundant, wäre eine sinnvolle Aus-baustufe bei diesem Projekt.“ Manfred Herden von Krones berichte-te über eine durchgängige MES-Lösung in ei-ner Softdrink-Fabrik, die die Produktionspla-

nung auf der Basis der einzelnen Produk-tionschargen koordiniert, Rückverfolgbarkeit vom Wareneingang bis zum Versand garan-tiert. Ein Hofmanagement im Wareneingang und eine Tourenplanung im Versand vervoll-ständigen das System. Nutzerabhängige Re-ports dokumentieren Maschinenbelegung, Brunnenpegel, Stromverbrauch und Quali-tätsdaten. „Keine Getränkeabfüllanlage ist wie die andere“, betonte Wolfgang Heßelmann, KHS. Trotzdem können Standardvorgaben für die Informationstechnische Datenweiter-gabe zu erheblichen Kostensenkungen bei-tragen. In Kooperation mit MPDV Mikro- lab entwickelte KHS die flexible Produk-

tionssteuerung Innoline MES, die Betriebs-daten aus Abfüllung, Verpackung und allen abfüllnahen Prozessen nach Weihenstepha-ner Standards anbindet. Mit der entstande-nen Transparenz sorgt das System für einen optimalen Auftragsdurchlauf für Abfüll- und Verpackungslinien und unterstützt bei Pro-duktumstellungen. Ein Tracking & Tracing-Modul übernimmt die typische Chargen-rückverfolgung und sorgt für die Einhaltung

„Die Wirkung von MES-Lö- sungen entfaltet sich erst auf längere Sicht, wenn die Infor-mationen auch dafür verwendet werden, am eigentlichen Ablauf etwas zu verändern.“

WERNER HASENSCHWANZTechnical Solution Manager, Siemens AG

der gesetzlichen Vorgaben und die korrek-te Verbuchung von RHB-Mengen. Das Order Scheduling vergibt automatisch oder ma-nuell die Maschinenbelegung, optimiert die Auftragsabfolge und erhöht so den organi-satorischen Wirkungsgrad. Die Auswertung der Berichte erfolgt nach standardisierten Kennzahlen nach DIN 8782.

Standardschnittstelle für die Anbindung von prozesstech- nischen EinrichtungenDass sich die Weihenstephaner Standards inzwischen als Standardschnittstelle für die Anbindung von Maschinen, Transport-einrichtungen und anderen prozesstechni-

schen Einrichtungen an übergeord-nete BDE-Systeme bewährt haben, berichtete Dr. Tobias Voigt von der Technischen Universität München. In-zwischen arbeiten im WS-Industrie-anwenderkreis 14 Zulieferer und sie-ben Abfüller mit, 162 personalisier-te deutsche Lizenzen und 32 eng-lische Lizenzen wurden inzwischen vergeben. Auf Initiative des VDMA wurde ein weiterer Standard für die Lebensmit-telindustrie erarbeitet. Der WS Food hat branchenspezifische Auswerte-

funktionen und eine Datenpunktbibliothek für die Wurstherstellung. Auch er definiert die Verbindung zwischen Automatisierung und MES und beschreibt die Datenpunkte vollständig. International ist er harmonisiert mit OMAC Pack ML 3.0. Für diesen Weihen-stephaner Standard konnten bisher 17 In-dustriepartner gewonnen werden; zusätzlich wurden acht personalisierte Lizenzen verge-ben. R. H.

www.akademie-fresenius.de

MEHR INFORMATIONENi

Die Kosten für Unternehmen könnten durch Energieeinsparungen deutlich gesenkt wer-den, sagte Winfried Ruß von der Arbeitsgrup-pe Umwelttechnik der Lebensmittelindustrie (Technische Universität München) anlässlich der Produktionsleiter-Tagung der Akademie Fresenius vom19. – 20.01.2011. Um Einsparpotenziale zu identifizieren, müsste zunächst der Energieverbrauch erfasst und bewertet werden. „Effizienz beginnt mit Beobachtung: Wer seine Energiekosten nach-haltig senken möchte, muss wissen, wo und wann sie entstehen“, erklärte Ruß. In jedem Unternehmen seien deutliche Senkungen des Energieverbrauchs möglich, ohne spürbar in das Tagesgeschäft einzugreifen. Um den An-forderungen der DIN EN 16001 zu entspre-

chen, bedarf es zunächst einer Ist-Analyse und Situationsbeschreibung. Des Weiteren gilt es, die gesetzlichen Anforderungen zu identifi-zieren und Prioritäten sowie strategische und operative Ziele festzulegen. So könnten Un-ternehmen schließlich eine Struktur zur Zieler-reichung aufbauen und Instrumente der Pla-nung, Steuerung und Überwachung einfüh-ren, so Ruß. Weitere Schritte zur Kostenein-sparung seien laut Ruß der Aufbau eines Ener-giekostenmanagements, Energie-Controlling und -Benchmarking. Außerdem erhielten Un-ternehmen Steuervergünstigungen vom Staat, wenn sie bestimmte gesetzliche Forderun-gen (ENEG, ENEV, EEG, EEWärmeG) erfüllen, die CO2- und Umweltbelastung verringern und somit einen Beitrag zum Klimaschutz leis-

ten. Ein solches Verhalten könne auch Wett-bewerbsvorteile mit sich bringen, das Image steigern und somit den Standort sichern. Da-rüber hinaus sollten Unternehmen das Ener-giebewusstsein ihrer Mitarbeiter schärfen, for-derte der Experte. Um die Bereitstellung von Energie zu sichern und die Effizienz kontinu-ierlich zu verbessern, biete sich ein Energie-managementsystem an: Entsprechend des PDCA-Zyklus (Deming-Kreis: „Plan – Do – Check – Act“) könnten die Ziele und Prozesse in der Planungsphase festgelegt, umgesetzt, überprüft und schließlich verbessert werden.

PRODUKTIONSLEITER-TAGUNG DER AKADEMIE FRESENIUS

Kostensenkung durch EnergiemanagementsystemeEffizient, sicher und geringer Verbrauch an Energie – die Anforderungen an Anlagen- und Prozessgestaltung.


30 | Getränke! 01 | 2011

sich um eine Sammlung von Bibliotheken für die SPS und fertigen PC-Module, mit denen es möglich ist, wiederkehrende Anforderungen nicht mehr durch Codieren in der SPS und im PC zu lösen, sondern nur noch durch Parame-trieren. Diese parametrierten technischen Klas-sen und die Klassen zur Steuerung des techni-schen Ablaufes einschließlich Rezeptursteue-rung werden in die SPS geladen und dort zy-klisch abgearbeitet. Veränderungen sind auch noch während des laufenden Betriebes über das Engineeringtool oder über den Bedien- dialog möglich. Leven schilderte die Vorge-hensweise bei der Softwareerstellung in den vorgesehenen Schritten. Das offene Prozess-leitsystem ermöglicht bei der Inbetriebnahme eine gute Orientierung und jeder Bereich kann Schritt für Schritt überprüft und in Betrieb ge-nommen werden. Durch die Implementierung neuer Automa-tisierungskomponenten kann in der Folge der Automatisierungsgrad des Sudwerkes erhöht werden, so vorgesehen bei der manuell betätig-ten Wasservorlage für den Läuterbottich durch Installation eines Durchflussmessgerätes. Die bisherige manuelle Fahrweise des Läuterbot-tichs kann durch ein durchflussabhängiges Stell-ventil und eine Durchflussmessung am Würze-weg vom Läuterbottich zur Würzepfanne mo-dernisiert werden. Mit Vorgabe des Durchfluss-Sollwertes und Regelung des Stellventils wird das Hackwerk durchflussabhängig bedient. In der Folge wird das schon genannte Ener-giedaten-Erfassungssystem mit zusätzlichen Messgeräten für die einzelnen Prozessstufen und Anlagenteile installiert. Somit wird es möglich, den Energieverbrauch während des Brauprozesses zu beurteilen und zu reduzieren.

Komponenten zum Messen und RegelnDer größte Teil der Aussteller zeigte auf den Messeständen nur einzelne Komponenten und das Standpersonal war bemüht, den interes-sierten Besucher im Gespräch und per Video branchentypische Applikationen zu erläutern. Für eine dreitägige Messe ist für viele Unter-nehmen der Aufwand zu groß und zu kost-

spielig, um Maschinengruppen oder Teilpro-zesse zu Demonstrationszwecken aufzubauen. Auch bei den Automatisierungsunternehmen stand die Energieeffizienz im Mittelpunkt ihrer Präsentation. Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG erklärte das maßgeschneiderte Energie-monitoring. Ziel sind kontinuierliche Einspa-rungen, die jedoch nur durch Transparenz und auf Basis zuverlässiger Messwerte für Dampf, Druckluft, Wärme, Kälte, Strom, Gas, Öl ge- sichert sind. Energiemonitoring beginnt in der Feldebene und reicht bis zum Energieberichts-wesen und Controlling in der Management- ebene. Neben den Messgeräten für die Medien ist eine individuelle Software erforder-lich. Diese ist modular aufgebaut, individuelle Anpassungen sind jederzeit möglich. Die Soft-ware unterstützt bei der Analyse der Mess-daten und Energiekennzahlen. Solche Kenn-zahlen sind für die fortlaufende Kontrolle des Energieeinsatzes nötig. So können Spitzen-lasten optimiert und bis zu CO

2-Emissionen dokumentiert werden. Auf dem Gerätesektor stand das Zweileiter-Konzept für Durchfluss und Füllstand im Fokus von Endress+Hauser. Das Coriolis-Massemess-gerät Promass E2-wire ist in der Zweileitertech-nik aufgebaut, bisher waren diese Durchfluss-geräte in der Vierleitertechnik, d. h. mit ge-trennten Vorsorgungs- und Signalleitungen verfügbar. Für die Füllstandsmesstechnik in der Zweileitertechnik wurden acht neue Modell-varianten des geführten Radar Levelflex vor-gestellt. Dabei kombiniert die neue Füllstands-sonde Levelflex FMP55 das geführte Radar-Verfahren mit dem kapazitiven Messprinzip. Die Zuverlässigkeit der Messung wird enorm erhöht. Siemens AG, Industry Automation Division, hat das Prozessleitsystem Braumat Compact als spezielle und kostengünstige Variante für kleine und mittlere Brauereien entwickelt und informierte über den Einsatz in der Privat- brauerei Welde in Plankstadt und in der Brauerei Münchbräu, Eibau in Sachsen. Das konfigurierbare Prozessleitsystem basiert auf

M aschinen und Anlagen werden auf der SPS/IPC/DRIVES kaum ausge-stellt, zumeist Systeme und Kompo-

nenten, die appliziert in Maschinen und Pro-zessen deren automatischen Betrieb mit der gewünschten Effektivität gewährleisten. Die Messe wird damit zu einer fachlichen Weiter-bildung für die Besucher. Der wissenschaftli-che Kongress, die Foren der Industrieverbän-de und die Diskussionsrunden an den Ständen der großen Konzerne sind neben den Expona-ten ein wichtiger Aspekt dieser Messe und tra-gen zu ihrem Erfolg bei.

Forschungs-Sudwerk mit offenem ProzessleitsystemAuf dem Kongress, Sektion Automation, be-richtete René Leven, ProLeit AG, Herzogenau-rach, über die Modernisierung des Sudwerkes im Technikum des Instituts für Verfahrenstech-nik disperser Systeme der TU München-Wei-henstephan. Die Modernisierung der Prozess-automation wurde erforderlich und ProLeit be-kam den Auftrag, die Multiplattformfähigkeit des SPS-basierten Prozessleitsystems brewmaxx zu erproben und die vorhandene Steuerungs- technik durch eine Mitsubishi MELSEC Sys-tem Q SPS zu ersetzen. Die vorhandene Peri-pherie Siemens ET200 – sie steuert die Akto-ren und Sensoren des Sudwerkes – wurde be-lassen und über Profibus an die neue Mitsubi-shi-Steuerung angebunden. Neben dem Ener-giedaten-Erfassungssystem wurden zusätzli-che Messstellen für Energieverbräuche und Schnittstellen für zusätzliche Automatisie-rungsobjekte implementiert. Das Automati-sierungskonzept wurde gemeinsam mit dem Lehrstuhl erarbeitet und umgesetzt. Mit dem brewmaxx-System als parametrier-bares, SPS-basiertes Prozessleitsystem mit der dazugehörigen Engineering-Software konnten sowohl der Projektant als auch die Betreiber die geplanten Aufgaben schnell und einfach erledigen. Als ein wichtigstes Hilfsmittel dazu diente das Basispaket von brewmaxx, in dem alle Arten von Automatisierungsobjekten als Softwareklassen vorhanden sind. Es handelt

Nachtrag von der Messe SPS/IPC/Drives. Die NürnbergMesse organisiert jährlich mehrere Fachmessen für

die Lebensmittel- und Getränkeindustrie, die von den Fachleuten aus dem In- und Ausland geschätzt und

gern besucht werden. Jedoch weicht die SPS/IPC/Drives für Elektrische Automatisierung, gekoppelt mit ei-

nem Fachkongress, von der Mesago Messemanagement GmbH, Stuttgart, veranstaltet, von den gewohnten

Branchenmessen ab. Mit dieser Veranstaltung wird nicht ein bestimmter Industriezweig angesprochen,

sondern die Volkswirtschaft insgesamt, denn die industrielle Automatisierung ist eine der wichtigsten

Querschnittsaufgaben des Landes.

AUTOMATISIERUNG IN DER GETRÄNKEBRANCHE

Wissenstransfer & Networking

Getränke! 01 | 2011 | 31

BRAUMAT und SIMATIC PCS 7. Es verfügt wie große Brauereien über gleiche Steuerungsei-genschaften vom Sudhaus bis zum Puffertank. Die Privatbrauerei Welde hat nicht nur eine große Produktpalette sondern ist durch die ex-zentrischen Flaschen und Gläser weltweit ein-malig. Die Brauerei setzt auf Modernität und entschied sich für die Siemens-Prozessleittech-nik. Es wurde nicht nur das Sudhaus automati-siert, sondern auch der Filterkeller und die Käl-teanlage in das Leitsystem integriert. Die Brau-erei in Eibau produziert Oberlausitzer Bierspe-zialitäten, u. a. das bekannte und mehrfach ausgezeichnete Eibauer Schwarzbier. Der Brau-meister entschied sich im Zusammenhang mit der Rekonstruktion wichtiger Anlagenteile für die Automatisierung. Jetzt profitiert er von ei-ner durchgängigen Produktionsplanung, der sicheren Prozessführung mit Rezeptursteue-rung und -verwaltung. Schneider Electric GmbH, Ratingen, ist auf Automatisierungslösungen in der Prozess-technik spezialisiert. Am Stand wurde über ein System für Prozess- und Energiemanage-ment diskutiert, das ein klares Abbild der Pro-zesse liefert. Benötigt wird eine modulare Au-tomatisierungsplattform, die alle Anforderun-gen aus der Feldebene und der Unternehmens-ebene abdeckt. Der Aussteller liefert Schaltan-lagen, Messgeräte, Feldbussysteme wie Pro-fibus PA, Foundation Fieldbus oder HART so-wie eine ganze Familie skalierbarer SPS für die Prozessebene. Das Transparent Ready-Konzept gestattet die Kommunikation in Echtzeit zwi-schen Feld-, Prozess- Anlagen- und Unterneh-mensebene. Transparent Ready basiert auf der zukunftsfähigen Standard-Ethernet-Technolo-gie, so dass auch eine Kommunikation mit al-len Fremdgeräten möglich ist. Mit dem Ener-giemanagement können der Energieverbrauch und die Betriebskosten reduziert werden. Rockwell Automation NV, Belgien, ord-nete auf dem Stand die Neuheiten des Kon-zerns übersichtlich an. Betont wurde die neue Reihe der SPS Allen-Bradley L7x (PAC), die neue Standards hinsichtlich Geschwindigkeit und Leistung setzen wird. Die höhere Leistung der neuen SPS-Baureihe ist möglich, da die für Achssteuerungen erforderliche Verarbei-tungsleistung und Geschwindigkeit jetzt über Ethernet/IP bereitgestellt werden kann. Durch die Kombination von Achssteuerung, Kinetix 6500-Servoantrieben und der Software RSLo-gix 5000 ließen sich viele Installationen verein-fachen. Die elektrischen Heavy-Duty-Elektro-zylinder der Baureihe MP-Series (MPAI) bieten im Vergleich zu den hydraulischen Varianten mehr Flexibilität. Diese Baureihe verfügt über eine Reihe attraktiver Vorteile, wie eine erhöh-te Energieeffizienz, höhere Geschwindigkei-ten und eine höhere Multipositionsfunktiona-lität. Verunreinigungen durch Hydraulik-Zylin-der entfallen, ein Vorteil für hygienische Anfor-derungen in der Produktion. Vorgestellt wur-de auch ein neues Halbleiter-Überlastrelais mit

Spannungsschutz und Energieüberwachung E3 Plus. Es liefert Daten zum Energieverbrauch von Motoren. Signalwandler senken die Ver-drahtungs- und Wartungskosten und steigern die Produktivität, wurde beim Rundgang auf dem Stand betont und auf die neue Baurei-he der Signalwandler der Allen-Bradley Bulle-tin 931-Produkte verwiesen. Mehrere Signal-wandler können an einer Stromversorgung an-geknüpft werden und dämmen so die Masse-schleifen ein. Erweitert wurde die Familie der industriellen Switches Stratix 8000 um die neue Version Stratix 8300. Zwei neue Ethernet/IP-Switches mit jeweils drei Ports wurden vorgestellt. Hin-gewiesen wurde auf die World ProxTM – In-duktivsensoren, die gegenüber den Standard-sensoren einen bis zu dreifach größeren Erfas-sungsbereich besitzen. Bei der Zustandsüber-wachungsreihe wurde der neue elektronische Füllstandssensor 840E vorgestellt. Dieser kom-pakte Sensor, der auch unter rauen Bedingun-gen zuverlässig arbeitet, nutzt eine piezoelek-trische Schwinggabeltechnologie. Es wird da-bei die Resonanzfrequenz genutzt, d. h. ob die Schwinggabel frei schwingen kann oder von Flüssigkeit bedeckt ist. Festo AG & Co. KG, Esslingen, bezeichne-te die Präsentation als integrierte Automatisie-rung im 21. Jahrhundert. Damit wurde CPX, das elektrische Terminal für Ventilinseln ge-meint, das viele Funktionen bis hin zu Motion Control, Safety oder Diagnose in der Prozess-automation ermöglicht. CPX passt zu allen gängigen Feldbus- und Ethernet-Systemen so-wie firmeninternen Installationsstandards. Für die genannten Funktionen werden spezielle Technologie-Module ins CPX-System integriert. Damit können Druck und Temperatur gemes-sen und geregelt werden. Schleicher Electronic GmbH & Co. KG, Berlin, stellte auf dem Messestand das RL- Robotic-System in voller Funktion beim Kom-

missionieren von Getränke-Sixpacks aus. Für den von der ET-P Elektrotechnik entwickelten Roboter lieferte Schleicher Electronic als Kom-plettpaket Antriebe, Steuerung und Bedienter-minal. Das Komplettpaket besteht aus Elektro-motoren von Bosch Rexroth, der Steuerungs-konfiguration in Hard- und Software sowie das Touch-Screen-Bedienterminal. Antriebstech-nik und Steuerung sind über Sercos III verbun-den. Die SPS/CNC/MC-Steuerung der Reihe XCx 1100 ist robust ausgeführt und verbindet PC-Funktionalität mit den Vorteilen einer ori-ginären Steuerung. Weitere Exponate auf dem Stand waren die neue Kompakt-SPS-Familie ICS 7 zur Steuerung von Einzelmaschinen z. B. Separatoren und eine kleine Version der Steue-rung für eine Desinfektionsanlage XCS 20. SERCOS International e. V., Süßen, wurde vor 25 Jahren als Nutzerorganisation gegrün-det und sie entwickelte eine einfache Schnitt-stelle für Werkzeugmaschinen für Numeri-sche Steuerungen. Sehr schnell erkannten an-dere Branchen die Vorteile, die Signal-Schnitt-stelle wurde standardisiert und jetzt in der dritten Generation ist SERCOS zu einem uni-versellen Automatisierungsnetzwerk gewor-den und Bestandteil in zahlreichen Verarbei-tungs- und Verpackungsmaschinen. Sie verein-facht das gesamte Engineering. Die Steuerung der jeweiligen Module und Maschinen müs-sen lediglich über SERCOS III mit einem Ether-netkabel verbunden werden, um sich in Echt-zeit zu synchronisieren und Informationen aus-zutauschen. Alle bekannten Hersteller von Au-tomatisierungskomponenten gehören zu die-ser Nutzerorganisation. Auf der Messe wurden zahlreiche Applikationen von der Antriebs-steuerung bis zur Sicherheitstechnik gezeigt. Die Aufzählung der Beispiele ließe sich belie-big fortsetzen und würde zeigen, dass sich die Automatisierung in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie kontinuierlich weiter entwi-ckelt. DR. G. A.

Bild: Endress+Hauser Messtechnik GmbH + Co. KG


32 | Getränke! 01 | 2011

Neben dem Unterschied „aseptisch vs. traditio-nell“ differenzieren sich die Kartonabfüllmaschi-nenbauer im Wesentlichen durch ihr Geschäfts-modell von den Anbietern der Flaschenabfüllan-lagen. Kartonabfüller setzen auf den Vertrieb von Papierverpackungsmaterialien als vorrangige Ein-nahmequelle. Abfüllmaschinen können verkauft, geleast oder für eine Gebühr, die von der monat-lichen Produktionsleistung der Maschine abhängt, gemietet werden. Ein typisches Geschäftsmodell sieht vor, dass eine feste Gebühr pro 1.000 befüll-ten Kartons oder „blanks“ berechnet wird. Abfüll-maschinen sind für die Anbieter ein Mittel, höchst gewinnbringend laminierte Verpackungsmateria- lien zu verkaufen. Auf die gleiche Weise wie Büro-ausstatter ihre Drucker zu Niedrigstpreisen anbie-ten, um dann die Differenz durch die laufenden Einnahmen durch Druckerpatronen wett zu ma-chen, können die Maschinenbauer so einen mög-lichst günstigen Kurs erzielen und gleichzeitig ei-nen konstanten Strom an Umsatz ermöglichen. In diese Lücke versuchen nun einige Anbieter von Maschinen und Verpackungsmaterial aus Fernost vorzudringen – bisher jedoch ohne durchschlagen-den Erfolg.

LeistungskriterienFast alle Maschinenbauer in der Befragung von ARC wenden DIN 8782 Normen an, um die wich-tigsten Leistungskennzahlen zu definieren und die Gesamtanlageneffektivität zu messen und zu ver-gleichen. Die Normen schaffen eine gemeinsame Basis und ermöglichen so eine Leistungsanalyse, die für die Abnahme wie auch für Performance-Based Leasing Modelle unumgänglich ist. Leasing-modelle sind bei Maschinenbauer für Flaschenab-füllanlagen kaum geläufig – die Maschinen wer-den hauptsächlich direkt an den Endkunden ver-kauft.

Automatisierung: Maßgeschneidert oder von der StangeWährend einer Konjunkturschwäche kon-zentrieren sich Maschinenbauer meist auf Forschung und Entwicklung (F&E), um ihre Marktstellung zu verbessern, sobald der Auf-schwung eintritt. Die Gründe hierfür sind ne-ben der strategischen Rolle einfach: Während der Rezessionen stehen die sonst knappen In-genieurressourcen zur Verfügung. Dabei arbei-ten einige der befragten Firmen schon an Ma-schinen der nächsten Generation, andere er-weitern existierende Systeme, um neue Tech-nologien wie z. B. das industrielle Ethernet einzuführen. Verglichen mit vorherigen Auto-matisierungslösungen, schrumpft der Pool an Steuerungsanbietern und konzentriert sich zu-nehmend auf Lösungen von Siemens, Rock-well Automation und Schneider Electric (Elau). Viele Maschinenbauer setzen zudem ver-stärkt ihren Fokus auf die Bedienoberfläche, vor allem auf große und hochwertige Touch-Panels, um damit ihre Maschinen von der Kon-kurrenz abzuheben. Diesem Trend folgend, hat das Unternehmen Bernecker + Rainer Industrie Elektronik GmbH (B&R) an Einfluss in der Bran-che gewonnen. Neben individueller Hardware, z. B. einem blauen oder roten Gehäuse für den Monitor, gehört auch die Integration von Hilfsfunktionen, die bei Störungen die Ausfall-zeit verringern, zu den individuellen Lösungen. Diese Hilfsfunktionen beinhalten Grafiken, Tex-te und auch kurze Filme, die den Mitarbeitern vor Ort bei der Behebung der Störungen un-terstützen. Als relativ kleines Unternehmen hat B&R diese Strategie dazu genutzt, bei Neukun-den Fuß zu fassen, um zukünftig mehr B&R Produkte für die Kunden spezifizieren zu kön-nen. B&R hat außerdem kundenspezifische

In der Krise: Maschinenbauer überdenken Strategie und TechnikDie Getränke- und Lebensmittelbranche ist aufgrund der stabileren Konsumentennach-frage resistenter gegen wirtschaftlichen Ab-schwung als andere herstellende Investitions-gütermärkte; was den Markt 2009 nicht dar-an hinderte, um 30 % zusammen zu brechen. Derzeit bereiten sich viele Anlagenbauer auf den Aufschwung vor; Maschinenbauer füh- ren Modelle der nächsten Generation ein und überdenken deren Automatisierung. Um eini-ge dieser Trends zu veranschaulichen, sprach ARC mit sechs der bedeutendsten Hersteller von Flaschen- und Kartonabfüllanlagen.

Technik und Strategie: Ein ungleiches PaarBei den Befragungen offenbarten sich große Unterschiede bezüglich der Geschäftsstrate- gien und der Technik zwischen den Anbietern von Glas- und PET-Abfüllanlagen und den Her-stellern von Kartonabfüllmaschinen. Letztere set-zen typischerweise aseptische Verfahren ein, die garantieren, dass industriell verarbeitete Lebens-mittel eine verlängerte Haltbarkeit ohne Konser-vierungsstoffe erreichen (solange diese verschlos-sen bleiben). Dabei werden während des Ab-füllprozesses das flüssige Produkt und die Ver-packung unabhängig voneinander entkeimt. Nach der Abfüllung wird die Verpackung vaku-umverschlossen, um eine Haltbarkeit von über sechs Monaten ohne Kühlung zu ermöglichen. Dabei hat die aseptische Abfüllung gegenüber der traditionellen Heiß-Abfüllung in Dosen den Vorteil, dass die Qualität des Produkts erhalten bleibt. Zusätzlich ermöglicht die aseptische Ab-fülltechnik, ein leichteres, günstigeres und um-weltfreundlicheres Verpackungsmaterial zu ver-wenden.

Neue Trends in der Abfüll- und Verpackungstechnik. Die technische Entwicklung bei Abfüllanlagen und Ver-

packungsmaschinen geht rasant weiter und ermöglicht so nicht nur ausgereiftere Maschinen, sondern auch

völlig neue Geschäftsmodelle. Die Maschinenbauer konzentrieren sich dabei zunehmen auf den Mehrwert

für den Endkunden durch die Reduzierung der Betriebskosten. Die aseptischen Abfülltechnologien, die vor

50 Jahren in Europa entwickelt wurden, treiben dabei viele der Innovationen in der Flaschen- und Kartonab-

füllung voran. Durch diese Technologien verringern sich die Verpackungs-, Transport- und Lagerkosten der

gesamten Lieferkette. Während des jüngsten Konjunkturabschwungs haben zahlreiche Hersteller von Ab-

füllanlagen die Gelegenheit genutzt, ihre Geschäftsstrukturen und die vertikale Integration zu verbessern

und ihre Geschäftsstrategien zu überdenken.

von DAVID HUMPHREY und FLORIAN GÜLDNER, ARC Advisory Group

NEUE TECHNOLOGIEN IN DER MASCHINENBAUINDUSTRIE

Der Schritt in Richtung vertikale Integration

Getränke! 01 | 2011 | 33

Lösungen für technische Probleme entwickelt, wie die Automatisierung der Regulierungsven-tile beim Abfüllprozess für schnelllaufende Flaschenkarusselle.

PAC in aller MundePAC steht für Programmable Automation Controller und ist eine gemeinsame Hardware Plattform für Visualisierung, Logik, Motion und andere Automatisierungsaufgaben. Die Ent-wicklung einer solchen Plattform ließ nicht nur die Preise sinken, sondern steigerte auch die Integration von Logik und Motion. Die aktuelle Generationen von Abfüll-, Verschluss-, Etiket-tier-, Kennzeichnungs-, Flaschen-Reinigungs- und Palettiermaschinen und anderen Abwick-lungsgeräten nutzen daher fast ausschließlich PAC-Steuerungen, da die Integration von Lo-gik und Motion einen entscheidenden Vorteil mit sich bringt:

fKostenreduktion bei der Hardware fkürzere Entwicklungszeiten fsinkende F&E-Kosten feinfache Integration der Robotik, die zuneh-mend bei der Materialhandhabung einge-setzt wird.

Maschinenbauer, die Erfahrungen mit der ers-ten Generation von PACs sammeln konnten, intensivieren so weiterhin die Integration auf dieser Plattform und für zukünftige Modelle.

Vertikale Integration: Was Sie schon immer wissen wollten!In den letzten Jahren stieg die vertikale Inte-gration der Produktion in die Wertschöpfungs-kette und damit auch der Bedarf an Informa- tionen, die zwischen den Ebenen ausgetauscht werden müssen, so dass Maschinenbauer aller Industriezweige mehr Software in ihre Auto-matisierungslösungen integrieren. Im Idealfall

streben Endanwender nach der „perfekten“ vertikalen Integration von Unternehmens- und Fertigungssystemen. Dies bedeutet, dass Pro-duktionsaufträge im Warenwirtschaftssystem, kurz ERP für Enterprise Resource Planning, nahtlos in der Produktion zu Maschinenbefeh-len umgewandelt werden. Zum Beispiel erstellt ein Mineralwasserher-steller einen Produktionsauftrag im ERP für 2.000 Kisten Mineralwasser, bestehend aus 1,5-Liter-Flaschen mit spanischem Etikett und zusätzlichem Aktions-Werbematerial. Diese Bestellung wird dann in das Produktionsmana-gement-System der Abfüll- und Verpackungs-linie übertragen. Da die Informationen aus dem ERP-System für die Maschinen unvollstän- dig sind – es fehlen beispielsweise Flaschen-größen, Produkttypen, Etiketten sowie eine Vielzahl von Prozessdaten wie Geschwindig-keit, Temperatur und Druck –, setzen viele Anwender weiterhin Bedienpersonal ein, um die Maschinen manuell einzustellen. Dieser Prozess ist allerdings zeitaufwendig und verrin-gert die Flexibilität in der Produktion. Durch „perfekte“ Integration würde das Produktionsmanagement-System automatisch die fehlenden Parameter hinzufügen und da-mit sogar kurzfristige Ergänzungen zulassen. Eine solche Softwarelösung ist jedoch nicht von der Stange erhältlich. Daher entwickeln Maschinenbauer oft eigene Lösungen oder arbeiten mit kleineren MES-Anbietern zusam-men, wie z. B. MPDV Mikrolab GmbH oder Copa-Data GmbH, die maßgeschneiderte Lö-sungen anbieten.

Partnerschaften mit IT-ExpertenDie meisten Maschinenbauer für Abfüll- und Verpackungsmaschinen bieten zwar oft die In-tegration ihrer Maschinen in das ERP an, je-

www.arcweb.com

MEHR INFORMATIONENi

doch stehen dem viele Endanwender zurück-haltend gegenüber und nutzen stattdessen regionale Systemintegratoren, die auch nach der Installation und Inbetriebnahme der Linie vor Ort sind. So konzentrieren sich Maschinen-bauer weiter auf die Konstruktion und Leis-tungsfähigkeit der Maschinen und verpassen die Möglichkeit, ihr Angebot an IT-Integration auszuweiten. Um dieses Problem anzugehen, haben sich einige Maschinenbauer mit ihren Software-Anbietern zusammengeschlossen und bieten nun ein abgestimmtes Paket von Maschine und Software zur ERP-Inte-gration an.

Das Ende vom EndeBeschworen viele Experten in den dunkelsten Tagen der Krise das Ende der Industrie, wie wir sie bisher kennen, so ist es heute an der Zeit, das Ende vom Ende auszurufen und fest-zustellen, dass es nicht viel anders ist als vor der Krise. Viele Maschinenhersteller haben in den letzten eineinhalb Jahren ihre Automatisie-rungsstrukturen überdacht und erneuert, um die Vorteile neuer Technologien zu nutzen. Doch während PACs den Markt im Sturm er-oberten, blieben die Fortschritte im Bereich der IT-Integration weit hinter den technischen Möglichkeiten zurück. Viele Maschinenbau-er werden erst in den nächsten Jahren den Schritt in Richtung vertikale Integration wa-gen. Vielleicht wäre der Fortschritte größer gewesen, wenn die Krise länger gedauert hätte!

www.akademie-fresenius.de

MEHR INFORMATIONENi

„Weg vom Papier“ – so lautet das Motto eines systemgeführten Asset Managements, das an-lässlich der Produktionsleiter-Tagung der Aka-demie Fresenius (19.– 20.01.2011) vorgestellt wurde. Asset Management ist die konsequen-te Weiterentwicklung des klassischen Total Productive Managements (TPM), sagte Mar-tin Kiefer von der FELTEN GmbH: Eine zentrale Verwaltung und Steuerung der Prozesse führ-ten zu einer größeren Transparenz. Das Con- trolling und die statistische Auswertung könn-ten dadurch vereinfacht werden, so der Exper-te. Darüber hinaus sei eine bessere Trennung von Maßnahmen- und Mängelprozessen mög-lich. „Ein TPM-System-User konnte beispiels-weise eine Steigerung der Auftragsmenge um

24 % bei gleichzeitiger Senkung der Arbeitszeit um etwa 20 % verzeichnen“, berichtete Kiefer. Weitere Ergebnisse dieses Unternehmens seien eine um 61 % geringere Lieferzeit und eine Feh-lerquote von unter 0,1 %. Key Performance Indicators (KPI) sind be-triebswirtschaftliche Kennzahlen, anhand de-rer der Fortschritt oder der Erfüllungsgrad hin-sichtlich bestimmter Zielsetzungen gemessen und ermittelt werden kann. „Diese Leistungs-kennzahlen dienen nicht nur der Aus- und Be-wertung, sondern sind auch zuverlässig, trans-parent, nachvollziehbar und in Echtzeit verfüg-bar“, beschrieb Kiefer die Eigenschaften der Kennzahlen. KPIs werden immer aus den ak-tuellen Messwerten ermittelt. Sie unterstützen

die Gestaltung und den Nutzen von kontinu-ierlichen Verbesserungsprozessen, zum Bei-spiel für Benchmarks, Zielvorgaben oder Be-urteilung von Fertigungsprozessen. Demzu-folge sollte jedes Unternehmen die Wertig-keit seiner KPIs individuell festlegen, riet Kiefer. Eine Sammlung von 20 KPIs für die Anwendung von prozessnah operierenden Fertigungsmanagementsystemen oder Be-triebsleitsystemen (Manufacturing Executi-on Systems, MES) ist im VDMA-Einheitsblatt 66412-1 enthalten.

PRAXISTIPPS VON EXPERTEN

Total Productive Management (TPM) und Key Performance Indicators (KPI):Prozessoptimierung in der Praxis


34 | Getränke! 01 | 2011

? Begonnen hatten Ihre Lern-Spaß-Projekte mit der „Intelligentmachung“ einer Carrera-Rennbahn.

! Richtig, vor mehr als zehn Jahren habe ich mir einen alten Kindheitstraum erfüllt und eine Rennbahn gekauft. Nach Aufbau der Bahn stellte ich aber enttäuscht fest, dass es eigent-lich recht langweilig ist, immer nur im Kreis zu fahren. Als alter Formel1-Fan wollte ich ge-nauso wie im realen Rennbetrieb wissen, wie schnell das Auto gerade ist und welche Run-denzeit ich gefahren bin. Allerdings hatte ich das Problem, dass mein Sohn damals erst knapp drei Jahre alt war und ich damit oft kei-nen adäquaten Spielpartner hatte, gegen den ich Rennen fahren konnte. Deshalb wünschte ich mir einen Modus, in dem ich gegen einen „virtuellen“ Gegner fahren konnte, der das zweite Auto steuert.

? Für die Umsetzung dieser Ideen konn-ten Sie dann schnell Studenten begeistern.

! Ja, die größere Hürde aber war die Profes-soren davon zu überzeugen, derartige „Spaß-arbeiten“ als Studienarbeiten anzuerkennen. Schlussendlich haben wir dann ein paar Regeln etwas „weiter“ auslegen dürfen und konnten so einige Studentenprojekte an der nahegele-genen TU München durchführen. In diesen so genannten Teamsemesterarbeiten setzten wir nach und nach all meine Anforderungen und noch viele weitere Ideen in die Tat um. Mit den verschiedenen Versionen der automatisierten Rennbahn haben wir über mehrere Jahre Jung und Alt für Technik begeistert und zum Nach-machen animiert.

? Wie ging es dann weiter?

! Aufbauend auf diesem Konzept initiier-ten wir noch einige weitere Lern-Spaß-Projek-te, die wir auf zahlreichen Industriemessen, aber auch anderen Gelegenheiten vorgeführt haben. Der nächste nun folgende Schritt ist, diese „Lern-Spaß-Konzepte“ in die Schule zu

V or diesem Hintergrund betreibt unse-re Gesellschaft geradezu ein Vabanque-Spiel mit dem Faktor Wissen und Nach-

wuchs, denn ohne Ingenieure gibt es auch kei-ne Innovationen. „Wir müssen unsere Jugend wieder für die Technik begeistern“, sagt Dr. Rainer Stetter und initiiert eine Stiftung unter dem Titel „Technik macht Spaß“. Seiner Mei-nung nach sollte die Begeisterung für Technik schon bei den Kindern geweckt und gezielt ge-fördert werden. „Dies muss man nicht nur als persönliches Anliegen verstehen, sondern als gesellschaftliche Aufgabe“, so Stetter.

? Getränke!: Herr Dr. Stetter, was hat Sie bewogen, eine Stiftung zu initiieren, die der Jugend Technik nahe bringen soll?

! Dr. Rainer Stetter: Ich habe selbst drei Kin-der im schulpflichtigen Alter und stelle immer wieder fest, dass der Unterrichtsstoff nach wie vor in einer langweiligen, didaktisch alt her-gebrachten Form vermittelt wird. Gleichzeitig wächst unsere Jugend aber in einer mit moder-nen Kommunikations- und Interaktionsmedien vollgestopften Welt auf. Die Folge ist, dass sich die Kinder viel lieber mit den unterschiedlichs-ten Formen von Spielkonsolen auseinanderset-zen, über Facebook mit ihren Freunden kom-munizieren oder die neuesten, coolen Videos auf YouTube anschauen.

? … und wenn ich ehrlich bin, kann ich die Sicht der Kinder und Jugendlichen gut nach-vollziehen …

! Unsere Gesellschaft hat die Aufgabe, Wissen so aufzubereiten, dass der „Kunde“ – sprich die Jugend – Wissen im Allgemeinen und insbesondere technisches Wissen besser auf-nimmt. Deshalb heißt die Stiftung auch „Tech-nik macht Spaß“, denn letztendlich wollen wir alle und insbesondere junge Menschen Spaß haben. Womit bzw. wodurch man Spaß hat, ist eher zweitrangig. Diesen Ansatz verfolge ich nicht erst seit Gründung der Stiftung, sondern schon seit über zehn Jahren.

Was getan werden muss, um junge Menschen für Technik zu begeistern. Die Zahlen sind nicht gerade

ermutigend: So fehlen nach Angaben des Verbandes der Ingenieure (VDI) über 35.000 Ingenieure und

auch der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) prognostiziert eine be-

unruhigende Bedarfslücke. Diese werde sich durch geringe Absolventenzahlen, niedrige Frauenquoten,

vermehrtes Ausscheiden älterer Ingenieure und weniger Schulabgänger weiter verschärfen. Zudem

stehen mit rund 18.000 Studienanfängern und knapp 9.000 Absolventen pro Jahr zu wenige Ingenieure

bereit, um den künftigen Bedarf zu decken.

DAS AKTUELLE INTERVIEW

„Technik macht Spaß“

Bilder: ITQ

Die Jugend für Technik begeistern – das ist das Ziel der Stiftungsinitiative „Technik macht Spaß“.

Getränke! 01 | 2011 | 35

tragen. Wer mehr Informationen zu anderen Projekten finden möchte, kann z. B. auf unse-rer Facebook-Seite unter „ITQ GmbH“ nach-schauen.

? Nun gibt es bereits verschiedene Initia-tiven von Verbänden oder Unternehmen, die sich Ähnliches auf die Fahnen geschrie-ben haben. Warum jetzt noch eine neue Stiftung?

! Sicherlich gibt es schon einige Initiativen, und das ist gut so. Aber trotzdem haben wir, wie Sie bereits eingangs erwähnt haben, im-mer noch das Problem, dass die Jugend zu wenig technikbegeistert ist. Deshalb glaube ich, dass es noch viel mehr Aktivitäten geben muss. Auch meine Stiftung wird das Problem nicht lösen, sondern einen Beitrag leisten, das Problem kleiner zu machen. Zudem glaube ich, dass die genannten Initiativen, selbst wenn Sie durch große Unter-nehmen bzw. Verbände getrieben werden, bei der Zielgruppe, also den Kindern und Jugend-lichen bei Weitem nicht so bekannt sind, wie mancher hofft. Ich bin mir sicher, dass meine Kinder und aus meiner Sicht noch viel schlim-mer, deren Lehrer, nicht jede dieser Initiativen kennen.

? Was ist das Besondere am Konzept Ihrer Stiftung?

! Das Andere an unserem Konzept ist, dass wir beispielsweise nicht nur Baukästen bereit-stellen, sondern auch Betreuungspersonal. D. h., wir liefern für die Schulen gewisserma-ßen ein Rundum-Paket, so dass für die Lehrer möglichst wenig Zusatzaufwand entsteht. Dies ist, wie ich schon feststellen konnte, ein wich-tiger Faktor, um Lehrer zum Mitmachen zu be-

wegen. Bei der Ansprache der Schüler gehen wir auch etwas andere Wege. So haben wir z. B. aus unserem privaten Umfeld bekannte Schüler angesprochen und zu Lego Coaching-Tagen eingeladen. Diese haben sie dann frei-willig in den Ferien absolviert. Wir hatten auch schon die Situation, dass eine Schülerin diese Zeit als berufsbildendes Praktikum einbringen konnte. Die Ergebnisse von einem Jungen und einem Mädchen können Sie sich beispielsweise auf YouTube unter „ITQ – Lego Mindstorms Puppy“ und unter „ITQ – Lego Mindstorms Aggrobot“ anschauen.

? Wie waren die Rückmeldungen der Schüler?

Nach unserer Erfahrung sind die Schüler nach dem Absolvieren dieser Tage so begeistert, dass es ihnen leicht fällt, andere Klassenkame-raden zu begeistern. Wenn sie uns danach be-richten, dass auch bei ihren MitschülerInnen viel Interesse besteht, gehen wir in die Klas-se und machen ein Casting, wer bei dem Pro-jekt mitmachen darf. Ganz bewusst haben wir dabei den Begriff Casting gewählt, da die heu-tige Jugend permanent mit Casting-Shows in den Medien bombardiert wird.

? Wer betreut dann die Projekte?

! Betreut werden die Schüler von Studenten, die vorher bei uns Teammitglieder von großen mechatronischen Projekten wie beispielsweise der treffsicheren Dartscheibe waren. Auf diese Weise lernen die Studenten nicht nur, wie man im Team zusammenarbeitet, sondern bekom-men auch noch die Möglichkeiten, ihre Erfah-rungen weiter zu vermitteln. Dieses Schnee-ballprinzip wollen wir demnächst auf Schüler-ebene fortführen. Das heißt, bereits unterwie-sene Schüler sollen ihren Klassenkameraden oder Schülern niedriger Klassenstufen auch wieder etwas beibringen.

? Sie versuchen mit Erfolg, im Kleinen die Technikbegeisterung zu wecken. Was sollte sich Ihrer Meinung nach in Gesellschaft und Unternehmen verändern, damit auch in ei-nem größeren Maßstab dieses Ziel erreicht werden kann?

! Wir müssen uns alle bewusst werden, dass die Grundlage unseres Wohlstands die Technik ist. Dies wird aus meiner Sicht weder in den Medien noch in den Schulen herausgearbeitet. So gibt es beispielsweise in den Schulen mei-ner Kinder vorbildliche Initiativen von Lehrern, gemeinsam zu musizieren oder Theater zu spielen, aber keine speziellen Technikinitiativen – welcher Art auch immer. Von den Unterneh-men, die ich kenne, sind die meisten auch sehr verhalten, konkrete Dinge zu unternehmen. Hier wird aus meiner Sicht zu sehr darauf ge-wartet, dass andere was tun.

? Können Sie ein Beispiel nennen? ! Wir stellten auf der letzten SPS/IPC/Drives

in Nürnberg unser neuestes High-Lern-Spaß-Projekt vor – das Tanz-Web-Spiel. Ihr Team konnte sich auf der Messe vom Spaß-Faktor überzeugen: Auf einer übergroßen Klaviatur konnte Musik mit den Füßen gespielt werden, gleichzeitig wurden den Tasten zugeordnete Muster gewebt. Am Stand wurde ich öfters gefragt, ob ich nicht den einen oder anderen Studenten weiterempfehlen könne, der an die-sem Projekt mitgearbeitet hat. Sicher ist es ver-ständlich, dass sehr viele Unternehmen jetzt wieder gute Leute suchen. Doch auf meine Gegenfrage, ob mein Gesprächspartner auch bereit sei, gemeinsam mit uns ein Projekt auf-zusetzen, um wieder neue Studenten auszubil-den, bekam ich kaum eine zustimmende Ant-wort. Die gängige Antwort war: „Wenn Sie gute Leute haben, können Sie mich ja mal an-rufen“. Es scheint, dass die Konsumhaltung viel ausgeprägter ist als die „Lust“ auf eine langfristige Investition in Ausbildung.

? Ingenieure arbeiten oft im Hintergrund und es gelingt ihnen kaum, die Faszination der Technik anschaulich zu vermitteln. Wo hakt es?

! Sie haben Recht. Ingenieure sind eher die Daniel Düsentriebs, die oft ein bisschen ent-rückt wirken, Kommunikation ist selten ihre Stärke. Daran müssen wir arbeiten. Wir bie-ten deshalb Jungingenieuren Seminare und Workshops an, in denen sie ihre Kommu-nikation- und Softskills-Fähigkeiten trainie-ren können. Denn heute und erst recht in Zu-kunft arbeiten viele Ingenieure – vor allem auf den Zukunftsfeldern in der Automobilin-dustrie sowie im Maschinen- und Anlagen-bau – in interdisziplinären Teams. Dies ist be-sonders wichtig bei so einem funktionalen Bindeglied, wie es die Software für die tra-ditionellen Ingenieursdisziplinen Maschinen-bau und Elektrotechnik ist. Dies haben vie-le Universitätsvertreter in der Ausbildung der Studenten noch nicht verinnerlicht und in der Industrie ist diese Botschaft insbesonde-re in den Vorstandsetagen noch nicht so an-gekommen.

? Wer kann wie die Stiftung in Anspruch nehmen und an wen muss er sich wenden? ! Jeder ist herzlich dazu eingeladen, sich

an uns zu wenden, wenn er Ideen hat, die wir konkret umsetzen können. In diesem Fall und falls uns jemand unterstützen möchte, wäre es am Einfachsten, er würde sich ein-fach an mich persönlich wenden. Ich werde mich dann um alles kümmern.

? Vielen Dank für unser interessantes und aufschlussreiches Gespräch.

Lego Coaching-Tage als freiwilliges Schülerpraktikum.

Das

Ges

prä

ch f

üh

rte

Ro

lan

d H

ense

l.

36 | Getränke! 01 | 2011


ausgelesen und analysiert werden. Danach er-stellt das Tool ein automatisches Strukturdia-gramm (System Modeling Language = SysML). Der Codegenerator erstellt daraus die Steuer- und Regelungstechnik nach IEC 61131-3. Erste Projekte wurden auf der SPS/IPC/Drives 2010 in Nürnberg vorgestellt.

Agentenbasierte EchtzeitsteuerungMit dieser modellbasierten Entwicklungsum-gebung lassen sich auch echtzeitfähige intelli-gente Agenten programmieren, die als „Soft-sensoren“ Ausfälle von Maschinen erken-nen und das Anlagenverhalten dynamisch op-timieren. Das Team um Daniel Schütz von der TU München entwickelte eine agentenba-sierte Echtzeitsteuerung auf der Basis von IEC 61131. Softwareagenten sind relativ leicht in

bestehende Anlagen zu integrieren, denn so-wohl Hardware als auch Software bestehen-der Anlagen bleiben unberührt. Verbunden mit einem echtzeitfähigen Feldbus greifen die Agenten über eine Kopfstation Daten ab und erarbeiten sich eine Wissensbasis beispiels-weise über Betriebs- und Energiezusammen-hänge. Die Standardisierung der Schnittstel-

len zwischen den Agenten untereinander und zum Bediener basiert auf dem Weihenstepha-ner Standard. Auf diese Weise ist eine dynami-sche Rekonfiguration von Anlagen z. B. zur Er-höhung der Energieeffizienz (bedarfsgerechter Verbrauch) oder zur Optimierung des Material-flusses bei Störungen (Umgehen von Staustre-cken, etc.) möglich.

Modellierung und Spezifikation von MES-SystemenMaria Witsch vom Lehrstuhl Automation und Informationssysteme der TU München be-schäftigt sich ebenfalls mit einer einheitlichen Modellierungssprache, die ungenaue Spezifi-kationen zwischen MES-Engineering und An-lagenengineering vermeiden soll. Denn viele Projekte scheitern an der mangelnden Detail-

lierung der Lastenhefte oder der auf-wändigen Spezifikation der aus Da-tenbanken oder vom Prozessleitsystem importierten Daten. Was fehlt, ist ein Beschreibungsmittel, das die Funktio-nen des MES im Kontext der Produk-tions- und Geschäftsprozesse sowie der angrenzenden Softwaresysteme darstellt. Das Projekt Spezi-MES integ-riert jetzt das Modell des technischen Systems mit dem dynamischen Modell des Prozessablaufes und dem funktio-nalen Gesamtmodell des MES und sei-ner Schnittstellen. Über Verlinkungen

sind alle drei Modelle miteinander verknüpft. Dies hat den Vorteil, dass durch die automati-sche Schnittstellenspezifikation ein Lastenheft entwickelt und getestet werden kann, das spä-ter die Grundlage der Angebote ist. „Damit wird vor allem das Wissen der Produktionsver-antwortlichen schon in der Angebotsphase ge-nutzt“, sagt Witsch. R. H.

W iederverwendung & modulares EngineeringDies war das Credo von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Birgit Vogel-Heuser vom Lehrstuhl für Infor-mationstechnik im Maschinenwesen der Tech-nischen Universität München. Ihr Team erstell-te ein eigenes Modell auf der Basis von CoDe-Sys 3.0, das inzwischen über 250 Hersteller nutzen. Das lizenzfreie Software-Tool bildet die Programmierschnittstelle nach IEC 61131-3 für Automatisierungsgeräte. „Modellbasier-tes Engineering ist ein Muss für Applikations-ingenieure“, sagt Prof. Vogel-Heuser, „denn nur so lassen sich Steuerungen und Regelun-gen aus einem Guss verwirklichen.“ Die Her-ausforderung besteht jetzt aber darin, eine Da-tendurchgängigkeit auf der Basis von Stan-dards zu erreichen. Dabei kommt dem Varian-ten- und Versionsmanagement eine besondere Bedeutung zu. Zur Modellierung und Program-mierung der speicherprogrammierba-ren Steuerungen kombiniert das Tool Unified Modeling Language (UML), Matlab/Simulink und IEC 61131-3 miteinander. Wichtig ist dabei, dass das Tool ein simultanes Concurrent Engineering für Entwurf und Optimie-rung sowie den späteren Betrieb ge-stattet. Der Datenaustausch zwischen Maschinenbau, Elektrotechnik und In-formationstechnik erfolgt dabei auf der Basis von XML. Anhand eines Varianten-managements kann man entscheiden, welche mechanischen Varianten (z. B. Weiche mit oder ohne Lichtschranke, etc.) vorliegen und wel-che elektrische beziehungsweise Software-Va-rianten genutzt werden sollen. In der Praxis erweist sich, dass viele Modellinformationen schon vorhanden sind; sie müssen nur noch

Effizienzsteigerung im Engineering. Zwischen Auftragsvergabe und Inbetriebsetzung einer Anlage lauern

zahlreiche Gefahren: zum einen stehen meist bei Auftragsvergabe noch nicht alle Details fest, zum anderen

soll die Anlage aber auch so schnell wie möglich fehlerfrei produzieren. Wiederverwendbarkeit von Applika-

tionssoftware und Standardisierung nach der IEC 61131-3 bieten einen Ausweg aus diesem Dilemma.

INFORMATIONSTECHNIK ZUR VERBESSERUNG VON ENGINEERING UND BETRIEB

Der Traum vom universellen Applikationsbaukasten

„Modellbasiertes Engineering ist ein Muss für Applikations- ingenieure, denn nur so lassen sich Steuerungen und Rege- lungen aus einem Guss verwirklichen.“

Prof. Dr.-Ing. BIRGIT VOGEL-HEUSERLehrstuhl für Informationstechnik im Maschinenwesen, TU München

Documents

ENERGIEEFFIZIENZ IN DER ANTRIEBSTECHNIK Einsparpotenzial