Nie mehr ohne Industrie-PC

Immer mehr Anwender setzen auf Automatisierungslösungen, die die klassische Maschinenautomation mit dem Unternehmensnetzwerk verbinden. So stehen die Prozess-daten jederzeit und überall im gesamten Unternehmen zur Verfügung. Darüber hinaus vereinfacht sich die Projektierung, der Installationsaufwand wird reduziert und Stillstandszeiten durch eine umfassende Diagnose minimiert.

Die im ostwestfälischen Kirchlengern ansässige Hettich Unternehmensgruppe nutzt ein solch durchgängiges Automatisierungskonzept, da es die Produktivität seiner Fertigungsbereiche erhöht und damit einen Kostenvorteil gegenüber der bisherigen Lösung bietet. Als einer der weltweit größten Hersteller von Funktionsbeschlägen für Möbel setzt Hettich mit seinen Produkten Maßstäbe bei Form, Qualität und Komfort von Küchen-, Bad-, Büro-,­ Wohn- und Schlafraummöbeln. Kunden der international tätigen Unternehmensgruppe, die über 5.800 Mitarbeiter beschäftigt, sind die Möbel- und Weiße-Ware-Industrie, der Fachhandel, das Handwerk sowie die Do-it-yourself-Branche. Hettich betreibt Produktionsstandorte in Europa, Nord- und Südamerika sowie Asien und ist mit 36 Tochtergesellschaften und Niederlassungen weltweit präsent.

In der Produktionshalle für das „InnoTech“-Schubkastensystem in Kirchlengern werden doppelwandige Schubkastenzargen für die Aufnahme von Quadro-Auszugführungen hergestellt. Die Schubkastenrückwand besteht ebenso wie die Zargen aus pulverbeschichtetem Stahlblech oder Edelstahlblech. Je nach Anforderung können sie in verschiedenen Designs sowie unterschiedlichen Längen, Breiten und Höhen gefertigt werden. Dazu werden Coil-Abschnitte in Profilier- und Stanzanlagen in die jeweilige Zargengeometrie verformt. Ein Industrie-PC der Produktlinie VMT (Vehicle Mounted Terminal) von Phoenix Contact überwacht die Produktivität der beteiligten Maschinen.

Im Fertigungsprozess folgt danach eine elektrostatische Pulverbeschichtung sowie das Einbrennen des Materials und das Abkühlen. Standardfarbe der Pulverbeschichtung ist Silber, jedoch sind auch andere Farben möglich. Im nächsten Schritt werden die doppelwandigen Zargen in Montageanlagen mit allen technischen Komponenten für den späteren Zusammenbau des Schubkastens ausgestattet. Abschließend durchläuft jede Zarge eine umfassende Qualitätsprüfung, bevor sie entweder direkt oder über einen Kommissionierschritt an den Kunden ausgeliefert wird. Zur Steigerung der Produktivität bei gleichzeitiger Sicherung des hohen Qualitätsstandards hat die Hettich Unternehmensgruppe ein MES (Manufacturing Execution System) eingeführt. Das Software-Tool Hydra der mpdv Mikrolab ist jedoch nur ein Teil der Automatisierungslösung, der durch eine Industrie-PC-Plattform ergänzt wird. Dr. Ingo Fricker, Teilprojektleiter Maschinendatenerfassung bei Hettich, erläutert die Anforderungen an die Industrie-PC: „Neben der Leistungsfähigkeit waren uns eine platzsparende Bauform sowie die geringe Leistungsaufnahme und langfristige Verfügbarkeit der Geräte wichtig. Die bis dato in anderen Produktionsbereichen im Schaltschrank verbauten Büro-PCs mit zusätzlicher Maus und Tastatur bieten hier keine zufriedenstellende Lösung.

Nach umfangreicher Prüfung der am Markt erhältlichen Geräte hat sich Hettich für den VMT 5015 von Phoenix Contact entschieden. Der kompakte Industrie-PC, der sich in einem komplett geschlossenen Aluminium-Gehäuse befindet, erfüllt die Schutzart IP65, sodass er ohne Auswirkungen mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten übergossen werden kann. Da der Einbau in ein zusätzliches Gehäuse entfällt, wie dies bei klassischen Panel-PCs üblich ist, reduziert sich der Installationsaufwand. Aufgrund der unterschiedlichen Montagemöglichkeiten lässt sich der Industrie-PC an nahezu jedem Ort in der Anlage anbringen. Der geringe Rand um den Monitor sowie eine Tiefe von nur 65 mm eröffnen dem Bedienpersonal freie Sicht auf weitere Anzeige- und Bedieneinheiten in der Anlage.

Das IP65-Gehäuse des Industrie-PC beinhaltet ein Baseboard, das alle relevanten Schnittstellen und das Netzteil zur Verfügung stellt, sowie eine leistungsfähige CPU-Platine und ein industrietaugliches Touch mit Display. Dabei sind Kabelverbindungen auf ein Minimum reduziert worden. Um eine hohe Schutzart bei gleichzeitig hoher CPU-Leistung zu erreichen, werden in den VMTs ausschließlich verlustleistungsarme Prozessoren der Intel-Longterm-Roadmap verwendet. Das gibt dem Anwender die Sicherheit, dass er auch einige Jahre später funktionskompatible Industrie-PC bestellen kann. Das permanente Anpassen der Software an die geänderte Ausstattung des Rechners gehört somit der Vergangenheit an.

Seit der Einführung des Hydra-Systems werden sechzig VMT 5015 als maschinennahe Erfassungsterminals im Produktionsumfeld eingesetzt. Hettich nutzt hier die Hydra-Module für die Auftragsdatenerfassung sowie die MDE Maschinendatenerfassung. Insbesondere Maschinenstörungen und andere Gründe für einen Maschinenstillstand müssen nun nicht mehr manuell von den Mitarbeitern erfasst, gesammelt und zeitaufwändig ausgewertet werden. Die Anlagen lassen sich vielmehr kontinuierlich und lückenlos überwachen. Störungsgründe werden gemeldet und protokolliert, sodass sich die Produktivität durch die Optimierung der Prozesse spürbar erhöht hat. Mit der Einführung der VMTs ist auch das Auftragsmanagement durch die Produktionsmitarbeiter verbessert worden. Ein RFID-System, dessen Lesegerät direkt am Industrie-PC angebracht ist, vereinfacht die Anmeldung im System und erhöht damit die Flexibilität für das Bedienpersonal.

Nichts geht mehr ohne durchgängige Vernetzung

Über den Touch-Screen oder die integrierte Software-Tastatur des VMT können sich die Mitarbeiter auch manuell anmelden und den Maschinenstatus eingeben. Der Industrie-PC schreibt alle Eingaben und Werte über das Unternehmensnetzwerk in die Hydra-Datenbank. Dort stehen sie den berechtigten Nutzern für verschiedene Auswertungen zur Verfügung. Der aktuelle Produktionsfortschritt wird online abgebildet. MES und VMTs ermöglichen somit eine transparente Darstellung der Fertigungsprozesse, um auf Basis der aktuellen Kennzahlen die Produktivität zu steigern und damit Kosten zu reduzieren.

Ein weiterer Entscheidungsgrund für Phoenix Contact war das umfassende Dienstleistungsspektrum des Blomberger Automatisierungsspezialisten. „Hard- und Software sowie die durchgängige Vernetzung der Maschinen und Anlagen sind für uns nur Mittel zum Zweck“, stellt Dr. Fricker fest. „So wie unsere Kunden von uns ein hohes Maß an Qualität und einen verlässlichen Service erwarten, verlangen wir dies auch von unseren Lieferanten. Die Industrie-PCs und das Leistungsangebot von Phoenix Contact erweisen sich hier als zuverlässiges Glied im Produktionsprozess.“ Selbstverständlich erfüllen die Geräte auch die erhöhten Anforderungen an die Betriebssicherheit, die sich aus den starken Vibrationen sowie den hohen Umgebungstemperaturen ergeben.

Bei Systemen wie dem VMT 5015 ist die Verlustleistung ein wichtiger Faktor, da in dieser IP65-Gerätefamilie keine Lüfter verbaut werden. Die Industrie-PC sind auch mit einer Intel-Atom-Plattform erhältlich, wobei sich die Kombination aus hoch integriertem Chipsatz und Strom sparendem Prozessor als besonders energieeffiziente Lösung erweist. Der Atom-Prozessor hat mit einer Thermal Design Power (TDP) von lediglich 2,5 W einen sehr niedrigen Energieverbrauch.

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