Mehr Performance und Funktionalität nach Austausch

Bestandsaufnahme

Industrielle automatisierte Klebstoffprozesse kommen in den unterschiedlichsten Anwendungen zum Einsatz. Jedes Jahr werden tausende Klebstoffauftragssysteme verkauft und verrichten über viele Jahre Ihren Dienst.

Solche Anlagen erleiden allerdings auch einen Alterungsprozess und nach 10, 20 oder mehr Jahren kann auch die beste Regelungs- und Steuerungstechnik ausfallen. Eingesetzte Relais oder Speicherbausteine sind dabei typische Verschleißkomponenten. Ein identischer Aufbau der alten Technik ist meistens nicht mehr möglich oder oft auch zu kostenintensiv. Wie man mit einfachen Mitteln, kostengünstig und sogar mit mehr Leistungsmerkmalen sein altes Hotmeltauftragssystem wieder fit bekommt, zeigt dieser Anwenderbericht.

Im vorliegenden Anwendungsfall fertigt seit über 200 Jahren die femira Bettensysteme GmbH & Co. KG hochwertige Betten- und Schlafsysteme, wie beispielsweise Boxspringbetten oder Qualitäts-Wohnraummöbel. Der deutsche Hersteller zeichnet sich dabei durch höchste Fertigungsprozesse aus. Um dieses zu erreichen, werden unter anderem seit vielen Jahren leistungsfähige Klebstoffauftragssysteme des Herstellers Nordson eingesetzt.

Mittels der Verwendung von Heißschmelzkleber fügt femira die einzelnen Komponenten einer Matratze zum fertigen Produkt zusammen. Ein reibungsloser Prozess des Nebenaggregats für den Heißschmelzkleber ist dabei entscheidend für den kompletten Fertigungsprozess.

Das ca. 20 Jahre alte Nebenaggregat des Hotmelt System, verursachte bei femira einen vollständigen Ausfall der Matratzenstraße, da die Versorgung mit Heißschmelzkleber, aufgrund eines Fehlers der internen Heizungsregelung, immer wieder ausgefallen ist. Zu Beginn kam es nach dem Einschalten des Systems nur zu sporadischen Ausfällen der Versorgung mit Klebstoff. Diese sporadischen Ausfälle traten vermehrt auf, bis es schließlich zu einem dauerhaften Stopp der Matratzenproduktion kam.

Die Fehlersuche gestaltete sich schwierig, da die Heizungsregelung als auch die Pumpensteuerung des Hotmelt Systems nicht in konventioneller Betriebsmittelbauweise, sondern als vollintegrierte Steuerungsplatine ausgeführt waren. Das integrierte Segmentdisplay in der Schaltschrankfront zeigte im Fehlerfall immer den Fehlercode 35, was als „Allgemeine Sammelstörung“ bzw. in der Maschinendokumentation als „Speicher-Fehler auf dem Temperaturregelmodul“ beschrieben ist. Durch eine gute Recherche der Werksinstandhaltung und einem sehr guten Service beim Hersteller des Hotmelt Systems wurde festgestellt, dass alternde Speicherchips für den Ausfall der Heizungsregelung verantwortlich sind. Alterungsbedingt verlieren Speicherelemente der Platinen-Steuerung ihre Parameterdatensätze. Leider sind Ersatzplatinen mit neuen Speicherelementen nicht mehr verfügbar und es können Ersatzteile ausschließlich auf dem Gebrauchtteilemarkt, ohne Garantie und zu überhöhten Preisen, bezogen werden.

An dieser Stelle kommt das junge innovative Unternehmen profit all engineering GmbH dazu, welches sich auf Maschinen- und Anlagenautomatisierung, hauptsächlich im industriellen Bereich spezialisiert hat. Ganz nach dem Prinzip „profit4all“ wird gemeinsam, auf Augenhöhe mit dem Kunden, ein idealer Weg zwischen Kosten und Nutzen für das Projekt gefunden.

Nutzwerte:

• Montage innerhalb kurzer Zeit
• Identische Abläufe wie zuvor plus zusätzliche neue Leistungsmerkmale
• Retrofit Kit zu einem Bruchteil der Kosten im Vergleich zu einer Neuanlage. Kostenersparnis beim aktuellen Projekt: Ca. 70%.
• Alles aus einer Hand durch profit all engineering
• Große Langzeitverfügbarkeit der eingesetzten ELOTECH Regler. ELOTECH hat in den letzten 25 Jahren keine Standardprodukte abgekündigt.

ELOTECH Industrieelektronik GmbH konnte mit dem R4000 eine Lösung für die definierten Anforderungen anbieten und durch eine kompetente enge Beratung zur benötigten Applikation entscheidend zum Erfolg des Retrofit Projektes beigetragen.

Profit all engineering konstruierte und fertigte eine Retrofit Ersatzbaugruppe für das Hotmelt System, welches nahtlos in den bestehenden Schaltschrank integriert und mit dem vorhandenen Leistungsteil kombiniert werden konnte.

Die neu erstellte Retrofit Ersatzbaugruppe besteht im wesentlichem aus zwei ELOTECH Mehrzonen-Temperaturregler der Bauart R4000 in Maximalausbaustufe, welche insgesamt zehn Heizzonen ansteuern und zusätzlich zwei Analogkanäle zur Pumpendrehzahlregelung und Drehzahlanzeige im integrierten HMI, bereitstellt.

Mit der zusätzlichen Erweiterungsbaugruppe des Typen R4010 wurden die noch zusätzlich benötigten vier Heizzonen realisiert. Durch eine kompakte Bauweise der R4000 und R4010 Baugruppen, ist auf der Montageträgerplatte zusätzlich ausreichend Platz für alle benötigten Betriebsmittel.

Montage

Der komplette Umbau des Hotmelt Systems inklusive aller Tests und Anbindung an die Hauptmaschine, erfolgte innerhalb von zwei Tagen. Eine durchdachte Kabelbeschriftung und die Übernahme vorhandener Bohrungsmaße in die Grundplatte trugen maßgebend zum schnellen und fehlerfreien Einbau der neuen Steuerungskomponenten bei.

Zu Beginn entfernte man alle alten Steuerungsplatinen und die dazugehörige Verdrahtung bis zu einem festgelegten Punkt, in der Regel einer Anschlussklemme. Der Leistungsteil konnte vollständig bestehen bleiben. Die Übergangsstelle waren die Steuer-Anschlussklemmen der Solid State Halbleiterrelais. Nach der vollständigen Entfernung der alten Komponenten verblieben ca. 40 Prozent der Originalhardware im Schaltschrankgehäuse, weshalb die Gelegenheit genutzt wurde, die im Gehäuse verbliebenen Komponenten zu reinigen.

Dadurch, dass Profit all die Retrofit Ersatzbaugruppe komplett als Modul konzipierte, und in der alten HMI Frontpanel Einbauöffnung Platz fand, reduzierte sich der gesamte Schaltschrankinhalt nach dem Umbau um gut 50 Prozent. Ein Addon: Durch die jetzt bessere Wärmeableitung schont man die Elektronik und SSRs und erhöht die Gerätelebensdauer. Fast alle Anschlussleitungen der Retrofit Ersatzbaugruppe sind als Vieladrige -Steuerleitung ausgeführt und funktional zusammengefasst. Einige Einzeladerleitungen für die Stromversorgung, Sicherheitsfunktionalitäten und den Potentialausgleich verband man mit der vorhandenen Schaltschrankinfrastruktur.

ELOTECH Geräte der R4000 Serie verfügen über ein grafisches Touch-Farbdisplay, weshalb sich die Parametrier- und Einstellarbeiten einfach und übersichtlich gestalten. Durch die Möglichkeit jede Regelzone individuell zu benennen, ist die Bedienung und Fehlerdiagnose sehr einfach durch den Maschinenbediener oder das technische Personal möglich. Betriebszustände und Fehler der jeweiligen Heizungs- und Regelzonen werden übersichtlich und grafisch im HMI angezeigt. Zusätzlich wurde eine, über Logikeingänge einschaltbare Standby Betriebsart projektiert, welche alle Heizzonen im Standby Betrieb sauber abschaltet. Über eine externe Zeitschaltuhr werden die Heizungsregler außerhalb der Produktionszeiten des Unternehmens femira ausgeschaltet und frühzeitig vor Produktionsbeginn z.B. nach dem Wochenende automatisch wieder eingeschaltet. Aus Sicherheitsgründen wird im Standby Betrieb die Energiezufuhr des Leistungsteils der Heizung vollständig getrennt.

Seit der Integration des Retrofit Moduls in das Hotmelt System, ist ein Ausfall der Heißschmelzkleberversorgung im Unternehmen femira kein Problem mehr. Die Rückmeldungen des Bedienpersonals sind durchweg positiv, was besonders daran liegt, dass sich im regulären Betrieb niemand mehr mit der Heizungssteuerung und deren Einstellung/Bedienung befassen muss und das Hotmelt System vollkommen autark und automatisch funktioniert.

Dieser Anwendungsfall zeigt exemplarisch auf, wie man mit einfachen Mitteln, geringen finanziellem Ressourcen und minimalen Eingriff in den Produktionsprozess, eine Heißkleberautomationsanlage modernisieren kann. Zeitgleich erhält man einen Mehrwert in Form intuitiver Bedienung und höherer Regelqualität sowie höherer Funktionalität. In der Industrie gibt es Tausende solcher Anlagen, die darauf warten, ein Retrofit zu erhalten. Das Team profit all und ELOTECH beraten Sie gerne.