Modernisierung der Pneumatik im Steril-Tanklager

Die Molkerei Ehrmann investiert immer wieder in ihre Produktionsanlagen. Im Jahr 2020, zum 100-jährigen Jubiläum, stand die Sanierung der Prozesspneumatik in einem Steril-Tanklager am Standort Oberschönegg auf der Agenda. Die Anlage, die für fünf Produktionslinien den Produktzulauf übernimmt, war in die Jahre gekommen. Reinhard Huber, Teamleiter Anlagenbau Elektrotechnik, erinnert sich: „Die Fehlersuche war oft schwierig, denn die pneumatische Ansteuerung der rund 400 Prozessventile war in einem zentralen Schaltschrank untergebracht. Die Verfolgung der langen Leitungswege und die Ortung der Fehlerquellen verlangten unserem Wartungspersonal einiges ab.“ Im Zuge der Sanierung sollte deshalb auch die Anlagenstruktur verbessert werden. Dezentrale Pneumatik-Schaltschränke in der Nähe der Prozessventile sollten den großen, zentralen Schaltschrank ersetzen.

Die Rahmenbedingungen waren allerdings nicht einfach. Der Produktionsprozess ließ nur kurze Stillstandzeiten zu und die Platzverhältnisse an der Steril-Tankanlage waren alles andere als großzügig. In enger Zusammenarbeit mit den Fluidikspezialisten von Bürkert Fluid Control Systems ließ sich die komplexe Aufgabe jedoch bewältigen.

Im ersten Schritt wurden die Pneumatikfunktionen analysiert, dann räumlich den entsprechenden Anlagenteilen zugeordnet und schlussendlich so zusammengefasst, dass sie in acht dezentralen Einheiten an der Anlage Platz fanden. Bürkert hat für solche Anwendungen eine Plattform entwickelt, die sich bereits im Hygienic-Bereich bewährt hat: Für die dezentralen Pneumatik-Steuereinheiten wurden die modular aufgebauten Ventilinseln (Typ 8652) mit jeweils bis zu 48 Ventilfunktionen mit der Airline-Quick-Adaption in hygienegerechten Schaltschränken (Typ 8614) montiert und vorverdrahtet. Weitere optionale Baugruppen, zum Beispiel Filterregler, Drucküberwachung oder Netzteil, komplettierten die Schränke. Für Ehrmann wurde zudem ein Leerfeld vorgesehen, wo sich zusätzliche Komponenten unterbringen ließen.

Die Baumaße der Pneumatikschränke sind relativ klein und alle außenliegenden Teile bestehen aus Edelstahl. Damit ist das anschlussfertige, geprüfte und zertifizierte HD-Automatisierungssystem für den Einsatz nah an den Aktoren und Sensoren mitten im hygienesensiblen Prozessumfeld des Steril-Tanklagers geeignet. Dadurch reduziert sich der Aufwand für die Verschlauchung, denn die Wege zu den Aktoren sind im Vergleich zu früher viel kürzer. „Unser Wartungspersonal freut sich zudem über die Übersichtlichkeit der dezentralen Struktur“, so Huber weiter.

Am Display der Ventilinseln sind wichtige Informa­tionen zum Prozess, wie zum Beispiel aktuelle Schaltzustände von Pilot- und Prozessventil oder die Erkennung von Kabelbruch, für den Anwender vor Ort verfügbar. Diese Daten werden über Profinet, aber auch an die Anlagensteuerung weitergeleitet, was einen schnellen Überblick über die Anlagenfunktion ermöglicht.

Die Ventilinseln sind mit allen gängigen pneumatischen Prozesssicherheitsmerkmalen ausgestattet. Eine Sicherheitsfunktion sind beispielsweise Rückschlagventile im Entlüftungskanal. Sie verhindern, dass Ventile durch Druckspitzen im Entlüftungskanal ungewollt aktiviert werden. Das sorgt für eine hohe Prozesssicherheit. Durch die Hot-Swap-Funktion lassen sich zudem einzelne Ventile bei laufendem Betrieb unter Druck und bei anliegender Spannung wechseln. Es gibt also auch in solchen Fällen keinen Produktionsstillstand.

Beim Umbau galt es, den Produktionsstillstand so kurz wie möglich zu halten. Die HD-Schaltschränke mit den Ventilinseln wurden anschlussfertig geliefert und vor Ort musste lediglich Druckluft, Stromversorgung und Bussystem angeschlossen werden. Aber auch das braucht Zeit und Personal. Um die Stillstandzeiten möglichst kurz zu halten, wurde das Steril-Tanklager deshalb in zwei Schritten umgerüstet.

Zunächst wurden vier dezentrale Steuerschränke installiert, während ein Teil der Funktionen über die alte Pneumatik-Steuerung weiterlaufen konnte. Nach abgeschlossener Inbetriebnahme und erfolgreichem Test der ersten vier Ventilinseln kamen dann die anderen vier Steuerschränke an die Reihe. „Unsere Techniker haben den Umbau zügig bewerkstelligt“, berichtet Huber erfreut. „Wir hatten weniger als drei Tage Einbußen bei der Produktionskapazität.“

Bei Ehrmann führten die technischen Mitarbeiter die Umrüstung selbst durch. Prinzipiell unterstützt der Pneumatikanbieter mit seinem Serviceteam aber auch in dieser Inbetriebnahmephase die Anwender.