Modulare e standardizzato dall'unità all'applicazione

Una linea di rivestimento completamente riprogettata come punto di partenza: con un'architettura standardizzata e modulare per l'automazione e la tecnologia di azionamento di Siemens, Koenig & Bauer MetalPrint sta gettando le basi per un aumento di efficienza durante l'intero processo di sviluppo e per modelli di business digitali.

Gestire la complessità con un design modulare

Processi più complessi, opzioni più diverse, dalle interfacce alla logistica e alla gestione: «Se non ha uno standard, sarà difficile», afferma Markus Faude, responsabile dello sviluppo e del design di Koenig & Bauer MetalPrint. Per questo motivo, insieme a un team di esperti, ha sviluppato un concetto di sistema fondamentalmente nuovo che sta facendo il suo debutto in una nuova linea di rivestimento. L'obiettivo del progetto era sviluppare un'architettura di linea costituita in gran parte da moduli e componenti standard per l'automazione e la tecnologia di azionamento.

Nuova linea di rivestimento di Koenig & Bauer per il rivestimento di lamiere metalliche, sviluppata insieme al partner tecnologico indumate

«In qualità di fornitore di sistemi per l'industria degli imballaggi metallici, non solo forniamo sistemi completi per la stampa, la verniciatura e l'essiccazione delle lamiere metalliche, ma integriamo anche diversi sistemi di logistica e movimentazione: sistemi di trasporto senza conducente, gestione del flusso di materiali, robot di trasporto e movimentazione, a seconda dell'applicazione che i nostri clienti hanno per loro. Per superare questa complessità, vorremmo ottimizzare i nostri sforzi complessivi per la progettazione, l'integrazione e la messa in servizio delle nostre soluzioni», continua Faude. Questa ottimizzazione si applica alla progettazione meccanica ed elettrica e alla progettazione del software: «Il nostro obiettivo è che alla fine avremo moduli configurabili che vengono attivati solo sul lato software, a seconda delle loro funzioni».

Il SIMATIC Drive Controller controlla tutte le funzioni della macchina. Ciò rende l'intera architettura più semplice e snella e consente di risparmiare spazio prezioso nel quadro elettrico.

Peter Lang, Managing Director, indumatec GmbH

Semplice, coerente e integrato

Koenig & Bauer MetalPrint ha fatto il primo passo verso un'architettura standardizzata con una nuova linea per il rivestimento di lamiere metalliche, che l'azienda ha sviluppato insieme al suo partner tecnologico, indumatec GmbH. Nel processo, è stata ottimizzata la progettazione meccanica, ad esempio dell'alimentatore, dove le lamiere vengono separate, mentre anche l'intera struttura elettrica è stata riprogettata.
«L'obiettivo era riuscire a mettere in funzione la linea secondo un principio plug-and-play», afferma Peter Lang, amministratore delegato di indumatec. Ecco perché tutte le unità, dall'alimentatore all'officina di verniciatura all'essiccatore, utilizzano PROFINET e PROFINET IRT.

Vista frontale di una macchina di rivestimento Koenig & Bauer MetalPrint con pannello ad accesso aperto e sistema a rulli.

Armadio di controllo Siemens SIMATIC con componenti di azionamento e cablaggio per una macchina Koenig & Bauer MetalPrint.

«Ciò significa che abbiamo una sola interfaccia tra le unità», spiega. Inoltre, gli armadi di controllo non devono essere configurati separatamente, poiché sono già integrati in ogni unità. — «All'inizio è stata una grande sfida di progettazione, perché dovevamo davvero ottimizzare lo spazio richiesto per i componenti nell'armadio di controllo», continua Lang.
Indumatec ha beneficiato dei componenti Siemens utilizzati per l'intera automazione: «Il vantaggio per noi è che possiamo mettere insieme il sistema da un portafoglio molto ampio in modo tale da soddisfare ogni rispettiva esigenza, dagli azionamenti al sistema di controllo ai dispositivi operativi».

Ad esempio, un controller di azionamento SIMATIC con CPU S7-1500TF controlla tutte le funzioni della macchina, comprese le attività di controllo del movimento e i sistemi di sicurezza integrati nel controller tramite Safety Integrated.
«Questo rende l'intera architettura più semplice e snella», conferma Lang. Siemens ha anche supportato indumatec nella progettazione elettrica: gli armadi di controllo sono stati prodotti secondo le specifiche del team di progetto nello stabilimento Siemens di Chemnitz, Germania. «Ha funzionato perfettamente», conferma Lang.

Quadro elettrico Siemens con componenti SIMATIC e tecnologia di azionamento per una linea di rivestimento MetalPrint di Koenig & Bauer.

Attualmente, cinque programmatori stanno lavorando contemporaneamente a un progetto nel TIA Portal e funziona molto bene.

Christian Daub, Responsabile dello sviluppo elettrico, Koenig & Bauer MetalPrint GmbH

Dettaglio dell'alimentazione dei fogli e del meccanismo di trasporto all'interno di una macchina da stampa Koenig & Bauer MetalPrint.

Maggiore efficienza dalla progettazione all'assistenza

Anche Christian Daub, responsabile del progetto come responsabile dello sviluppo elettrico presso Koenig & Bauer, vede numerosi vantaggi nella standardizzazione dell'automazione: «Abbiamo tutti i componenti nel TIA Portal e un solo progetto per l'intero sistema. Il software è ben progettato utilizzando elementi costitutivi, in modo che la nostra programmazione e i team addetti alla messa in servizio e all'assistenza possano orientarsi facilmente». Inoltre, TIA Portal consente di lavorare in team: «Attualmente cinque programmatori stanno lavorando a un progetto contemporaneamente e funziona molto bene», afferma Daub.

Il software per la linea è stato creato nel PORTALE TIA in modo tale che le diverse unità e opzioni dei clienti vengano memorizzate come opzioni software: «In futuro, saremo in grado di creare l'intero progetto e poi adattarlo a ciascuna rispettiva applicazione in loco utilizzando queste opzioni». Per la messa in servizio e l'assistenza, lavorare nel TIA Portal offre un altro vantaggio: «Forniamo il TIA Portal in questo sistema su un PC industriale e quindi abbiamo il progetto completo disponibile in loco. Inoltre, possiamo anche accedere ai dati della macchina dai nostri uffici di Stoccarda o dall'ufficio domestico tramite un accesso remoto sicuro, come se fossimo sul posto. Questo rende il servizio molto più semplice».

Prevediamo di risparmiare fino al 40% nella progettazione attraverso la standardizzazione e la modularizzazione, che possiamo utilizzare direttamente per nuove innovazioni.

Markus Faude, Responsabile dello sviluppo e del design, Koenig & Bauer MetalPrint GmbH

Tecnologia flessibile e a prova di futuro

Mentre sono in corso gli ultimi ritocchi alla nuova linea, Markus Faude guarda già al futuro: «Con questo progetto, vogliamo mostrare cosa è possibile, anche in termini di altre applicazioni. Anche grazie alla modularità dell'hardware, stiamo facendo un grande passo verso una produzione neutrale. Possiamo semplicemente sostituire una trasmissione o un'unità di potenza con un componente più potente o più debole; la struttura è sempre la stessa. Per quanto riguarda i problemi tecnici, abbiamo un esperto di Siemens, che esamina con noi l'intera soluzione, il che, ovviamente, è adatto a noi come fornitore di sistemi. E, ultimo ma non meno importante, la tecnologia è stata scelta in modo da essere assolutamente a prova di futuro». Faude sta pensando in particolare ai nuovi modelli di business digitali.

Sistema di trasporto di lamiere su una linea di rivestimento Koenig & Bauer MetalPrint.

Koenig & Bauer - Digital Twin della macchina.

I prossimi sono i nuovi modelli di business digitali: concetti di servizio basati sui dati, applicazioni relative alla qualità e alla sostenibilità e riconoscimento del prodotto tramite sistemi di telecamere per consentire la tracciabilità degli imballaggi sullo scaffale del supermercato fino ai processi di stampa e rivestimento, o dati di processo per ottimizzare il consumo di risorse ed energia. La prima applicazione digitale è già in lavorazione e Koenig & Bauer MetalPrint ha anche sviluppato un gemello digitale per l'alimentazione. «Qui vedo un potenziale enorme», afferma Faude, «a partire dal supporto alle vendite, dove possiamo discutere la soluzione con il cliente in una fase molto precoce, attraverso la fase di progetto, in cui possiamo generare gran parte dell'applicazione a partire dal modello, fino alla messa in servizio virtuale: questo è davvero un concetto convincente.

Koenig & Bauer MetalPrint

Koenig & Bauer MetalPrint, una società del gruppo Koenig & Bauer, è leader di mercato globale come fornitore di sistemi per linee di stampa e rivestimento, essiccatori e purificazione dell'aria di scarico per l'industria degli imballaggi metallici. In qualità di fornitore di sistemi, l'azienda supporta clienti in tutto il mondo con linee complete di stampa e rivestimento in un'ampia varietà di configurazioni. Uno dei punti salienti del progetto negli ultimi anni è, tra le altre cose, una linea di stampa e rivestimento lunga 140 metri, la linea MetalStar più lunga che sia mai stata installata.

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