Massedruckmessumformer, Bild: Gefran

Der Massedruckmessumformer MN (unten Mitte) kann durch den flexiblen Wellschlauch so positioniert werden, dass seine Elektronik vor Hitze und mechanischen Einflüssen geschützt ist. Bild: Gefran

Das Unternehmen APD Petzetakis Schlauchtechnik produziert am Standort Schwalmtal im Dreischichtbetrieb Kunststoffschläuche aller Art. Das seit 2015 zur Schauenburg-Gruppe gehörende Unternehmen hat dazu 22 teils vollautomatischen Produktionslinien. Zur Modernisierung und Erweiterung der Produktion von Gewebe-, monoextrudierten- und Spiralschläuchen erwarb der Hersteller im Laufe der vergangenen Jahre sieben neue Extruder. Über diese Maschinen kamen die Schwalmtaler erstmals in Kontakt mit den Technologien für die Kunststoffextrusion aus dem Hause Gefran, denn alle neuen Extruder sind mit Frequenzumrichtern, Massedruckmessumformern und der Extru+-Steuerungssoftware des Anbieters für Antriebstechnik, Sensorik und Automation ausgerüstet.

Display der Steuerung, Bild: Gefran
Das Display der Steuerung zeigt im oberen Teil generelle Informationen sowie den Zugang zur Alarm- und Rezeptverwaltung. In der rechten Spalte wechselt der Bediener zu den Unterseiten Extruder, Motor, Temperatur et cetera. Bild: Gefran

„Unsere alten Extruder wurden und werden zum Teil noch durch ein wahres Sammelsurium von einzelnen Reglern, Motorstartern und Potentiometern kontrolliert“, erklärt Leiter der Instandhaltung Mike Frühe. Das hat Nachteile: So benötigen die Einzelinstrumente viel Platz und sind komplex zu bedienen, denn jede Heizzone ist mit einem eigenen Regler ausgestattet, der individuell zu handhaben ist. Mit der Extru+-Steuerung der neuen Extruder werden dagegen alle sechs Heizzonen über nur ein Gerät geregelt. Das spart Platz und erleichtert die Bedienung.

Steuerung ist vollständig personalisierbar

Die vorkonfigurierte Softwareanwendung erlaubt die einfache und schnelle Steuerung eines einzelnen Extruders. Die personalisierbare Anwendung gestattet das Management von bis zu zwölf Temperaturregelzonen, die Konfiguration von zwei Motoren als Master/Slave und die Steuerung im Synchronbetrieb. Zur Verbesserung der Energieeffizienz des Extrusionsprozesses bietet die Steuerung die Funktionen „Energy Saving“ für die erste Aufheizphase und „Smart Power“ für die folgende Produktionsphase. Zusätzlich bietet das Software-Template Automatisierungsfunktionen, unter anderem Alarm- und Rezeptverwaltung, vorbeugende Wartung, Trenddarstellungen von Temperatur und anderen analogen Größen oder den Fernzugriff, die Log-Datei des Bedienerzugriffs und die Wochenuhr für die Einschaltung der Temperaturregelung.

„Wir hatten zunächst Bedenken, dass die Mannschaft die neue Steuerung nicht annehmen würde oder Probleme mit dem Touchdisplay hätte. Doch diese Sorge war unbegründet“, sagt Mike Frühe. Die neue Technologie findet Anklang, unter anderem aufgrund der Vorteile für die Bediener: Alle entscheidenden Daten werden übersichtlich auf einem Display dargestellt und die Temperatureinstellung für alle sechs Heizzonen erfolgt zentral. „Früher musste jede Heizzone einzeln geregelt werden. Heute ist das zwar auch noch möglich, doch wir können jetzt über die ±-Taste der Extru+-Steuerung auch alle Heizzonen bei gleichbleibender Temperaturdifferenz mit nur einem Knopfdruck um denselben Betrag verändern. Dieses Feature kommt bei der Mannschaft sehr gut an“, so Frühe.

Doch nicht nur hinsichtlich Bedienbarkeit und Platzersparnis profitiert das Unternehmen von der Steuerung, mit der die neuen Extruder ausgestattet sind. Sie erhöht auch die Produktionssicherheit und verbessert die Qualitätskontrolle. „Wir fertigen in unseren Extrudern ganz unterschiedliche Produkte. Mit Extru+ können wir für jeden Artikel festhalten, wie er gefahren wurde“, erläutert Frühe. Experimente und ein mühsames Herantasten wie früher gehören damit der Vergangenheit an. Heute werden Prozesskenngrößen wie Material, Drücke, Temperatur, Drehzahlen et cetera in der Rezeptverwaltung gespeichert und können bei Bedarf jederzeit abgerufen werden.

Zudem bietet die Steuerung die kontinuierliche Überwachung der Ströme an. Sie gibt bei kritischen Veränderungen – beispielsweise wenn ein oder mehrere Heizelemente nicht mehr funktionieren – einen Alarm aus. Das hat insbesondere für die Wartung Vorteile, denn das Problem ist lokalisiert und eine Ursachensuche ist damit nicht erforderlich. Zudem werden durch den rechtzeitigen Alarm Folgeprobleme und Produktionsausfälle verhindert.

Neue Sensorik

Extrudersteuerung, Bild: Gefran
Mit der Extrudersteuerung können alle Heizzonen gleichzeitig bedient werden. Bild: Gefran

Neben der Steuerung ist auch die Ausstattung der Extruder mit Massedruckumformern neu. Die alten Maschinen hatten diese Sensoren nicht. Das hätte zu einem Sicherheitsproblem werden können. Denn Extruder bauen im Betrieb hohe Drücke von stellenweise bis zu 430 bar auf. Dieser Druck lässt sich ohne Massedruckmessumformer nicht präzise messen. Überschreitet er im Betrieb den kritischen Wert, steht schnell die ganze Produktionslinie still. Um dies zu vermeiden, musste der jeweilige Werker daher stets seine ganze Aufmerksamkeit dem Extruder widmen.

Die neuen Aggregate verfügen über Massedrucksensoren vom Typ MN mit flexibler Verbindung und Performance Level c. Damit entsprechen sie vollumfänglich den Sicherheitsvorgaben der Maschinenrichtlinie. Der Sensor löst bei Erreichen eines vorgegebenen kritischen Werts (Druck und Temperatur) einen Voralarm aus und macht den Werker oder die Werkerin auf das Problem aufmerksam. Bei Bedarf kann umgehend eingegriffen werden. Handelt es sich nicht um eine vorrübergehende Störung, sondern steigen Druck oder Temperatur weiter an, leuchtet eine rote Lampe auf und der Extruder schaltet ab.

„Die bewegliche Verbindung des MN gibt uns die Möglichkeit, den Messkopf mit der empfindlichen Elektronik so zu positionieren, dass er vor mechanischen Beeinträchtigungen geschützt ist“, erklärt Mike Frühe. So könne beispielsweise beim Spritzkopfwechsel schon mal eine Werkzeug oder Bauteil herunterfallen und dadurch der Sensor zerstört werden. Daher sei es schon besser, wenn die Elektronik mithilfe der flexiblen Verbindung außerhalb des Gefahrenbereichs platziert werden könne.

Die Massedruckmessumformer der Serie MN wurden speziell für die Erfassung des Massedrucks in Umgebungen mit Temperaturen bis 400 Grad Celsius konzipiert. Das Konstruktionsprinzip basiert auf der hydraulischen Druckübertragung. Die mechanische Belastung wird dabei über eine nicht komprimierbare Flüssigkeit übertragen und der Druck via DMS-Technik in ein elektrisches Signal umgeformt.

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