Lebensdauer der einzigartigen Maschine nochmals um viele Jahre verlängert

EKB führt elektromechanisches Retrofit an einer Textildruckmaschine durch

Wenn eine Maschine eine zentrale Rolle in der Produktion spielt, müssen Sie als Hersteller genau darauf achten, wann wichtige Komponenten dieser Maschine noch verfügbar sind. Um das Ausfallrisiko der Maschine zu minimieren, haben Sie zwei Möglichkeiten: Sie können die vorhandenen Komponenten bestellen und auf Lager halten, oder Sie entscheiden sich für eine Nachrüstung und/oder ein Upgrade. Der Vorteil der letzteren Option ist, dass sie auch die Produktionsqualität und/oder -geschwindigkeit verbessern kann. Ein rechtzeitiger Beginn und eine gute Vorbereitung sind dann eine Voraussetzung. Mit einem gut geplanten und sorgfältig durchgeführten Retrofit/Upgrade an einer einzigartigen Produktionsmaschine sicherte EKB die Produktionskontinuität und Qualität für ein weltweit tätiges Textildruckunternehmen für viele Jahre.

Die mit mechanischen, elektrischen und digitalen Komponenten bestückte, einzigartig softwaregesteuerte Maschine ist ein zentraler Bestandteil der Produktion der Textildruckerei. Tatsächlich handelt es sich nicht um eine einzelne Maschine, sondern um eine integrierte Produktionslinie mit verschiedenen Produktionsschritten und Funktionen. EKB hat bereits einen anderen Teil der Maschine/Produktionslinie nachgerüstet, wobei sich die jüngste Überholung speziell auf den Einstellmechanismus konzentrierte, um sicherzustellen, dass das Design genau nach den erforderlichen Vorgaben gedruckt wird.

Gute Analyse

Jedes produzierende Unternehmen tut gut daran, die Wartungsfähigkeit seiner Produktionsanlagen genau im Auge zu behalten. Wenn ein Asset-Management-System verwendet wird, sollte es ordnungsgemäß angeben, wann die Lieferbarkeit von Teilen und die Unterstützung für z. B. Software endet, damit rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden können. Bei Instrumenten ist dies oft einfach eine Frage der Bestellung und des Zusammenbaus eines neuen Geräts, aber was ist, wenn es sich um eine einzigartige Maschine handelt, die einst speziell für den betreffenden Zweck gebaut wurde und in dieser Form nirgendwo gekauft werden kann?

"Dann muss man rechtzeitig einen Plan aufstellen, um das Ausfallrisiko zu minimieren", betont Marcel van Deursen, Senior Account Manager bei EKB. "Irgendwann weiß man, dass bestimmte Teile in genau der gleichen Ausführung nicht mehr verfügbar sind. Das war auch bei dieser Maschine ein Problem, so dass rechtzeitig eine Lösung gefunden werden musste, um die Produktionskontinuität zu gewährleisten. Wie bereits erwähnt, kann man, bevor die Lieferung eingestellt wird, vorhandene Komponenten auf Lager halten, um sie im Falle eines Defekts 1:1 zu ersetzen. Der Nachteil dabei ist, dass man dann mit "veralteter Technik" dasteht. Denn in den zehn oder zwanzig Jahren (oder mehr), die Komponenten in einer Maschine verbaut sind, gehen Evolution und Innovationen einfach weiter. Servos werden kompakter, schneller und/oder energieeffizienter. Die Antriebe werden schneller, die Software wird leistungsfähiger und bietet mehr Funktionalität und Kontrolle. Wenn man bei einer Nachrüstung die neuesten Komponenten einsetzen kann, erhält man einfach eine bessere und effizientere Maschine. Das war es auch, was dieser Hersteller wollte. In enger Zusammenarbeit mit seinen Experten bildeten wir ein Team, mit dem wir die Funktionen der Maschine akribisch inventarisierten und bewerteten. Dann haben wir geschaut, mit welchen neuen Komponenten einschließlich Software wir diese Funktionen möglichst erhalten und, wenn möglich, verbessern und erweitern können."

Schwierige Herausforderung

"Wir kannten diese einzigartige Maschine bereits recht gut, da wir 2019 auch eine Überholung in einem anderen Teil der Maschine durchgeführt haben", so Patrick de Smitt, Projektleiter bei EKB. "Das war auch eine ziemlich komplexe Herausforderung, aber anders als die, mit der wir jetzt konfrontiert waren. In diesem Fall ging es vor allem darum, die Servomotoren zu ersetzen und ihre Steuerung durch eine neue, leistungsfähigere Software zu verbessern. Hinzu kam, dass der Servomotorentyp, der jahrelang in der Maschine seinen Dienst getan hatte, einfach nicht mehr in der gleichen Form erhältlich war. Das bedeutete, dass wir uns auf die komplette Kombination Motor/Antrieb/Software konzentrieren mussten. Wir haben zwar auch kurz die Option geprüft, eine komplett neue Maschine zu bauen, aber das würde so hohe Investitionen erfordern, dass es sich nur bei einem neuen Fertigungskonzept lohnen würde, was hier nicht der Fall war."

Ausführliches Skript

"Wir haben mit unserem Team ein Anforderungsprogramm erstellt und gemeinsam mit EKB sehr genau geschaut, was wir in der Maschine brauchen und ersetzen wollen", erklärt der Industrial Automation Engineer, der für die Textildruckerei an dem Projekt beteiligt war. "Zum einen muss man besonders auf die Verfügbarkeit und Lieferbarkeit der benötigten Komponenten achten. Zweitens auf die Zeit, die man braucht, um die Software zu schreiben und zu testen, und schließlich natürlich darauf, wie viel Zeit man für die eigentliche Umsetzung benötigt. Hierfür haben wir einen sehr detaillierten Fahrplan erstellt, der uns bei der Umsetzung des Projekts viel Sicherheit gegeben hat."

Status quo oder besser?

Alexander Rachmat, Service-Ingenieur bei EKB, sah sich die aktuelle Funktionalität der Maschine und eventuelle Engpässe genau an. "Die gab es natürlich", erklärt Rachmat. "Die Maschine wurde einst von einem Ingenieurbüro entwickelt und von zwei Maschinenherstellern gebaut. Diese kommunizierten miteinander über die Endkontrolle der verschiedenen Funktionen, was unserer Meinung nach aber verbesserungswürdig war. Vielleicht hatte das auch mit den damals verfügbaren Komponenten, Systemen und Techniken zu tun. Aber auch mit Erkenntnissen. Zum Beispiel gab es Funktionen, die zeitgesteuert waren, aber es wäre besser gewesen, wenn dies auf der Grundlage der Geschwindigkeit geschehen wäre. Zum Beispiel ging das Programm einfach davon aus, dass ein Vorgang nach, sagen wir, 60 Sekunden abgeschlossen ist und die Maschine dann angehalten wird. Das war aber nicht immer der richtige Zeitpunkt. Das musste und konnte also verbessert werden. Durch die Anwendung neuester Techniken konnten wir vor allem das Gleichgewicht zwischen zeit- und prozessabhängigen Funktionen optimieren, so dass sich die Effizienz der Maschine durch die jüngste Überholung verbessert hat."

Komplexes Projekt

Bis zu 20 Servomotoren, Antriebe und die dazugehörige Verkabelung wurden ausgetauscht, wobei Komponenten aus dem Bosch Rexroth-Servoprogramm gewählt wurden. Der Umbau wurde während eines 9-tägigen Produktionsstopps geplant, bei dem auch die Verkabelung eines anderen Teils der Maschine entfernt werden musste. Dies war beim vorherigen Umbau nicht möglich, da die Gefahr bestand, dass die Verkabelung des überholten Teils ausfallen könnte. Jetzt konnte es ohne jedes Risiko durchgeführt werden. Um möglichst viele Risiken auszuschalten und die Migration im Werk zu beschleunigen, wurden die Schalttafeln mit den Servoantrieben in Kombination mit den Motoren und der SPS am EKB-Standort in Someren montiert und ausgiebig getestet. Dadurch verlief das gesamte Projekt vor Ort schneller als geplant, so dass die Maschine schon Tage früher als erwartet wieder betriebsbereit war. Ein unerwarteter Rückschlag bei der Werksmontage war, dass die Kupplung der Maschine mechanisch angepasst werden musste. Dies wurde jedoch von dem an diesem Projekt beteiligten EKB-Partner Motis, der sich auf mechanische Systeme spezialisiert hat, schnell und professionell behoben.

Optimale Zusammenarbeit

"Die Zusammenarbeit zwischen dem EKB-Team, dem Motis-Team und unseren Mitarbeitern lief sehr gut", betont der Industrial Automation Engineer der Textildruckerei. "Sowohl EKB als auch Motis verfügen über viel Wissen und Erfahrung, und das merkte man an der Geschwindigkeit, mit der Probleme angegangen und gelöst wurden. Wir arbeiten seit über 10 Jahren mit EKB zusammen, man weiß also, was man voneinander erwarten kann. Diese Maschine ist für uns sehr wichtig und einzigartig. Solange wir sie nachrüsten und, wenn möglich, bestimmte Leistungen und/oder Funktionen verbessern können, werden wir dies auch weiterhin tun. Nach der früheren und der jetzigen Überholung planen wir, in naher Zukunft den nächsten Teil der Maschine in Angriff zu nehmen. Es versteht sich von selbst, dass wir uns auch dafür an EKB wenden werden".

Bereits vorbereitet

"Bei der Verwirklichung dieses jüngsten Projekts wurde diese bereits angedachte nächste Phase bereits berücksichtigt", sagt Van Deursen über den Plan für die nächste Migration. "Wir haben zum Beispiel bereits jetzt ein Gateway eingesetzt, das bald beide SPS ersetzen kann und von einer oberen Steuerungsebene gesteuert wird. Außerdem haben wir bei der letzten Migration die SPS-Steuerung auf Servo-Controller umgestellt und einen Teil der SCADA geändert. Dadurch sind jetzt mehr Informationen über die Maschine über die SCADA-Plattform verfügbar, was vorher nicht der Fall war. Technische Innovationen ermöglichen es fast immer, Dinge zu verbessern. Zum Beispiel sind jetzt Servomotoren mit Hybridtechnik drin. Früher waren getrennte Kabel für die Stromversorgung und das Encodersignal erforderlich. Diese befinden sich jetzt in 1 Kabel, was installationstechnische Vorteile hat, aber auch zuverlässiger ist. Auf diese Weise hoffen wir, diese einzigartige Maschine gemeinsam mit den Technikern noch viele Jahre in Betrieb halten zu können, ohne dass sie an Zuverlässigkeit und Funktionalität einbüßt."