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Innovationszentrum für Getreide | Bühler

Im neuen Grain Innovation Center von Bühler in Uzwil werden neue Kreationen aus einer Vielzahl von Getreidearten und vielem mehr hergestellt. Die Technologie von Siemens stellt sicher, dass rund 70 Systeme — von Sortiersieben über Schleifmaschinen bis hin zu Ventilatoren — nahtlos und effizient zusammenarbeiten.

Bühler eröffnete im Oktober 2024 sein Grain Innovation Center (GIC) in Uzwil, um sowohl neue Innovationen in der Branche als auch neue Verarbeitungsprozesse umfassend zu testen. Innovative Verfahren für die Lebensmittel- und Tierfutterindustrie können in diesem fünfstöckigen Testzentrum getestet werden, das über 2.000 m² Grundfläche und mehr als 70 Maschinen verfügt. Lothar Driller, Abteilungsleiter Feed Application Center bei Bühler, erklärt: „Mit dem GIC hat Bühler ein vielseitiges Testzentrum geschaffen: Sein Fokus liegt auf Themen wie Prozessoptimierung, Energieeffizienz, maximale Verfügbarkeit (teilweise durch den Einsatz von Predictive Maintenance).

Das große Ganze

Bühler kümmerte sich um alle technischen Aspekte des GIC selbst, verließ sich aber bei der Automatisierungs- und Antriebstechnik vollständig auf Siemens-Technologie. Die große Herausforderung dieses Projekts lag in der durchgängigen, zukunftssicheren Automatisierung eines so großen Testzentrums, einschließlich der nahtlosen Integration der Sicherheitsfunktionen. Zahlreiche Komponenten wie Motoren, Frequenzumrichter und Steuerungen sowie Komponenten aus den Bereichen industrielle Schalttechnik und Niederspannungsverteilung arbeiten auf diesem „Spielplatz für Müller“ in perfekter Harmonie zusammen. „Hammermühlen, die zum Beispiel in der Tierfutterproduktion verwendet werden, drehen sich mit hoher Geschwindigkeit und zerkleinern das Material durch Schleudern“, erklärt Driller. „Der Motor muss eine hohe Anfangslast aushalten — etwas, das als Starkstart bezeichnet wird. Dafür sorgen Sinamics G220-Hochleistungs-Frequenzumrichter mit präziser Drehzahl- und Drehmomentsteuerung, flexiblen Hard- und Softwareoptionen und integrierten Sicherheitsfunktionen. Wir schätzen die Art und Weise, wie die SPS und das HMI im TIA Portal nahtlos interagieren. Ein weiteres Plus: Selbst wenn ein Kunde kleine Proben zum Testen zur Verfügung stellt, können wir mit der präzisen Steuerung die Schleifgeschwindigkeit anpassen, um die Prozessparameter zu optimieren.“

Bühler Referenzbericht GIC 2

Der richtige Start für jeden Motor

Die Scherkräfte, die durch gegenläufig rotierende Walzen erzeugt werden, machen das Mahlen mit Walzwerken etwas schonender als das Mahlen in einer Hammermühle. Um die Belastung der Maschinenteile zu reduzieren, lassen kompakte Sirius 3RW soft starters die Elektromotoren sanft anlaufen. Nach dem Start sorgen integrierte Bypass-Kontakte dafür, dass der Strom direkt zum Motor fließt, um einen energieeffizienten Betrieb zu gewährleisten. Die Statusüberwachungsfunktion der Softstarter erleichtert die Planung von Wartungsarbeiten und maximiert so die Systemverfügbarkeit. Die vielen Lüfter mit Strom zu versorgen ist einfacher, aber nicht weniger wichtig für das System. Sie verhindern, dass sich Staub ansammelt — Staub, der möglicherweise eine Explosion auslösen könnte. Die Lüfter werden über Simatic ET 200SP Motorstarter angesteuert. Die Messung des Nennstroms in Echtzeit und umfassende Diagnosedaten ermöglichen eine präzise Beurteilung des Betriebszustands der Lüfter.

Wertvolle Daten

Jedes der fünf Stockwerke des GIC enthält bis zu zehn Schaltschränke, die mit Siemens-Komponenten ausgestattet sind. „Eine zuverlässige Stromversorgung ist für uns unerlässlich“, betont Stefan Suhner, Leiter Automation Milling Solutions bei Bühler. Die Hauptschalter der Schaltschränke sind Sentron 3VA-Kompaktleistungsschalter mit integrierter Messfunktion für Strom-, Spannungs- und Energiewerte. Sie können einfach über gängige Bussysteme in übergeordnete Energiemanagement- und Automatisierungssysteme integriert werden. Dieses Konzept verhindert Ausfälle, optimiert Prozesse und erhöht nachhaltig die Effizienz des gesamten Systems. Im Grain Innovation Center werden alle Maschinen- und Prozessdaten zentral über das TIA Portal aufgezeichnet, sodass Bühler auf dieser Basis gezielte Bewertungen und Funktionstests durchführen kann — von der Rohstoffzufuhr über die Verarbeitung bis hin zum Endprodukt. Das TIA Portal kombiniert Hard- und Software: Es ermöglicht die Echtzeitanalyse von Daten wie Energieverbrauch, Temperatur oder Motorlast, die über Frequenzumrichter und Anlasserkomponenten erfasst werden. Bühler verwendet diese Daten, um Prozesse zu optimieren, neue Rezepturen zu testen und die Effizienz einzelner Maschinen oder ganzer Linien zu bewerten.

Nachhaltig in die Zukunft

Es dauerte etwa drei Jahre, den GIC von Anfang bis Ende zu entwickeln, und Siemens schloss sich ungefähr in der Mitte an. Suhner hat gute Erinnerungen an diese Zeit: „Für Bühler ist Siemens mehr als nur ein Lieferant. Es ist ein zuverlässiger Partner. Wir sind mit der Technologie mehr als zufrieden. Alles läuft reibungslos und nicht nur unsere eigenen Tests funktionieren perfekt, auch unsere Kunden sind vom GIC begeistert. Wir haben viele interessante Anfragen erhalten und sind sehr gut gebucht.“ Das flexible System ist das äußere Zeichen einer vielversprechenden Zusammenarbeit zwischen Bühler und Siemens: „Wenn wir in Zukunft neue Technologien testen wollen, die für diese Anwendung nützlich sind — wie einen digitalen Zwilling —, ist Bühler offen für diese Möglichkeit. Wir freuen uns auf zukünftige Innovationen und gemeinsame Entwicklungen im GIC „, sagt Alessandro Pepa, Siemens Global Account Manager für Bühler.