Grain Innovation Center von Bühler

Im neuen Grain Innovation Center von Bühler in Uzwil entstehen neue Kreationen aus unterschiedlichsten Getreidesorten und vieles mehr. Siemens-Technologie sorgt dafür, dass rund 70 Maschinen – von Sortiersieben über Mahlwerke bis hin zu Ventilatoren – nahtlos und effizient zusammenarbeiten.

Um neue Brancheninnovationen und Verarbeitungsprozesse umfassend zu testen, eröffnete Bühler im Oktober 2024 das «Grain Innovation Center» (GIC) in Uzwil. In diesem fünfstöckigen Testzentrum mit 2000 m² Fläche und über 70 Maschinen lassen sich innovative Prozesse für die Nahrungsmittel- und Tierfutterindustrie erproben. Dazu Lothar Driller, Department Manager Feed Application Center bei Bühler: «Mit dem GIC hat Bühler ein vielseitiges Testzentrum geschaffen: Im Mittelpunkt stehen dabei Themen wie Prozessoptimierung, Energieeffizienz, höchste Verfügbarkeit.»

Das grosse Ganze

Das Engineering des GIC wurde von Bühler selbst übernommen, bei der Automatisierung und Antriebstechnik setzte das Unternehmen vollständig auf Technik von Siemens. Die besondere Herausforderung bei diesem Projekt war, ein so umfangreiches Testcenter durchgängig und zukunftssicher zu automatisieren, inklusive nahtlos integrierter Sicherheitsfunktionen. Zahlreiche Komponenten wie Motoren, Frequenzumrichter, Steuerungen sowie Komponenten aus der industriellen Schalttechnik und Niederspannungs-Energieverteilung arbeiten auf dieser «Spielwiese für Müllersleute» präzise zusammen.«Hammermühlen für die Tierfutterproduktion beispielsweise rotieren mit hoher Geschwindigkeit und zerkleinern das Material durch Schleudern», erklärt Driller. «Der Motor muss dabei eine hohe Anfangslast bewältigen – ein sogenannter Schweranlauf. Dafür sorgen die Sinamics G220-Hochleistungsfrequenzumrichter mit präziser Drehzahl- und Drehmomentregelung, flexiblen Hard- und Softwareoptionen und integrierten Sicherheitsfunktionen. Wir schätzen das nahtlose Zusammenspiel mit der PLC und dem HMI im TIA Portal. Ein weiteres Plus: Selbst bei kleinen Testmengen des Kunden können wir durch exakte Regelung die Mahlgeschwindigkeit anpassen und so die Prozessparameter optimieren.»

Für jeden Motor den passenden Start

Etwas schonender als die Hammermühlen mahlen so genannte Walzenstühle mit den Scherkräften entgegengesetzter Walzen. Um die Maschinenteile weniger zu belasten, lassen die kompakten Sirius Sanftstarter 3RW die Elektromotoren schonend anlaufen. Nach dem Hochlauf sorgen integrierte Bypass-Kontakte für einen direkten Stromfluss zum Motor und somit energieeffizienten Betrieb. Die Zustandsüberwachungsfunktion der Sanftstarter erleichtert die Planung von Wartungsarbeiten und maximiert so die Anlagenverfügbarkeit. Einfacher anzutreiben, aber nicht weniger wichtig für die Anlage sind die vielen Ventilatoren. Sie verhindern, dass sich Staub ansammeln kann, denn dies könnte zu einer Explosion führen. Angesteuert werden die Ventilatoren über Simatic ET 200SP Motorstarter. Echtzeitmessung des Nennstroms und umfassende Diagnosedaten ermöglichen eine präzise Beurteilung des Betriebszustands der Ventilatoren.

Wertvolle Daten

Auf jeder der fünf Etagen des GIC befinden sich bis zu zehn Schaltschränke, bestückt mit Siemens-Komponenten. «Eine zuverlässige Stromversorgung ist für uns essenziell», betont Stefan Suhner, Head of Automation Milling Solutions bei Bühler. Als Hauptschalter der Schaltschränke kommen Kompaktleistungsschalter Sentron 3VA mit integrierter Messfunktion für Strom, Spannung und Energiewerte zum Einsatz. Sie lassen sich leicht über die gängigen Bussysteme in übergeordnete Energiemanagement- und Automatisierungssysteme einbinden. Mit diesem Konzept werden Ausfälle vermieden, Prozesse optimiert und die Effizienz der gesamten Anlage wird nachhaltig gesteigert.Im Grain Innovation Center werden sämtliche Maschinen- und Prozessdaten zentral über das TIA Portal erfasst, sodass Bühler auf dieser Basis gezielte Auswertungen und Funktionstests vornehmen kann – von der Rohstoffzufuhr über die Verarbeitung bis hin zum fertigen Produkt. Das TIA Portal verbindet Hard- und Software: Es ermöglicht die Echtzeitanalyse von Daten wie Energieverbrauch, Temperatur oder Motorlast, die über Frequenzumrichter und Starterkomponenten erfasst werden. Bühler nutzt diese Daten, um Prozesse gezielt zu optimieren, neue Rezepturen zu testen und die Effizienz einzelner Maschinen oder ganzer Linien zu bewerten.

Sirius Sanftstarter 3RW

Um die Maschinenteile im Grain Innovation Center weniger zu belasten, lassen die kompakten Sirius Sanftstarter 3RW die Elektromotoren schonend anlaufen.

Simatic HMI

Das Simatic HMI liefert alle für den wichtigen Informationen im Grain Innovation Center von Bühler auf einen Blick.

Sinamics G220

Die Sinamics G220 Frequenzumrichter meistern Schweranläufe und optimieren Prozessparameter – auch bei kleinen Testmengen im Grain Innovation Center.

Stromversorgung

Eine zuverlässige Stromversorgung ist das A und O im Grain Innovation Center.

Zehn Schaltschränke

Auf jeder der fünf Etagen des GIC befinden sich bis zu zehn Schaltschränke, bestückt mit Siemens-Komponenten.

Nachhaltig in die Zukunft

Rund drei Jahre hat die gesamte Entwicklung des GIC in Anspruch genommen, Siemens stiess etwa zur Halbzeit dazu. Suhner blickt gern auf diese Zeit zurück: «Siemens ist für Bühler mehr als ein Lieferant, sondern ein verlässlicher Partner. Wir sind mehr als zufrieden mit der Technologie. Es läuft alles reibungslos und nicht nur unsere eigenen Tests funktionieren bestens, sondern auch unsere Kunden sind begeistert vom GIC. Die flexible Anlage ist Ausdruck einer vielversprechenden Kollaboration zwischen Bühler und Siemens: «Wenn wir künftig neue, für diese Anwendung sinnvolle Technologien – etwa einen digitalen Zwilling – erproben möchten, ist Bühler dafür offen. Wir freuen uns auf kommende Neuerungen und gemeinsame Entwicklungen am GIC», sagt Alessandro Pepa, Siemens Global Account Manager für Bühler.