Modulär och standardiserad från enhet till applikation

En helt nydesignad ytbehandlingslinje som utgångspunkt: Med en standardiserad och modulär arkitektur för automation och drivteknik från Siemens lägger Koenig & Bauer MetalPrint grunden för effektivitetsvinster genom hela utvecklingsprocessen och för digitala affärsmodeller.

Behärska komplexiteten med modulär design

Mer komplexa processer, mer varierande alternativ, från gränssnitt till logistik och hantering: ”Om du inte har en standard kommer det att bli svårt”, säger Markus Faude, utvecklingschef och design på Koenig & Bauer MetalPrint. Av denna anledning utvecklade han tillsammans med ett team av experter ett fundamentalt nytt systemkoncept som debuterar i en ny beläggningslinje. Syftet med projektet var att utveckla en linjearkitektur som till stor del består av moduler och standardkomponenter för automation och drivteknik.

Ny ytbehandlingslinje från Koenig & Bauer för ytbehandling av metallplåtar, utvecklad tillsammans med teknikpartnern indumate

”Som systemleverantör för metallförpackningsindustrin levererar vi inte bara kompletta system för tryckning, lackering och torkning av metallplåtar, utan integrerar också olika logistik- och hanteringssystem: förarlösa transportsystem, materialflödeshantering, transport- och hanteringsrobotar — beroende på vilken applikation våra kunder har för dem. För att bemästra denna komplexitet vill vi optimera våra övergripande ansträngningar för design, integration och idrifttagning av våra lösningar”, fortsätter Faude. Denna optimering gäller mekanisk och elektrisk design samt mjukvarudesign: ”Vårt mål är att vi i slutändan kommer att ha konfigurerbara moduler som bara aktiveras på programvarusidan, beroende på deras funktioner.”

SIMATIC Drive Controller styr alla maskinfunktioner. Detta gör hela arkitekturen enklare och smalare och sparar värdefullt utrymme i kopplingsskåpet.

Peter Lang, Verkställande direktör, Indumatec GmbH

Enkelt, konsekvent och integrerat

Koenig & Bauer MetalPrint tog det första steget mot en standardiserad arkitektur med en ny linje för lackering av metallplåt, som företaget utvecklade tillsammans med sin teknikpartner indumatec GmbH. I processen optimerades den mekaniska konstruktionen — till exempel mataren där metallplåtarna separeras — samtidigt som hela elkonstruktionen omarbetades.
— Målet var att kunna sätta linjen i drift enligt en plug-and-play-princip, säger Peter Lang, vd på indumatec. Därför använder alla enheter, från mataren till beläggningsverkstaden till torktumlaren, PROFINET och PROFINET IRT.

Framifrån av en Koenig & Bauer MetalPrint-beläggningsmaskin med öppen åtkomstpanel och rullsystem.

Siemens SIMATIC styrskåp med drivkomponenter och ledningar för en Koenig & Bauer MetalPrint-maskin.

”Det betyder att vi bara har ett gränssnitt mellan enheterna”, förklarar han. Styrskåpen behöver inte heller ställas in separat, eftersom de redan är integrerade i varje enhet. — Det här var en stor designutmaning till en början, eftersom vi verkligen var tvungna att optimera utrymmet som krävdes för komponenterna i kopplingsskåpet, fortsätter Lang.
Indumatec drar nytta av Siemens komponenter som används för hela automationen: ”Fördelen för oss är att vi kan sätta ihop systemet från en mycket bred portfölj på ett sådant sätt att det passar varje behov — från drivenheter till styrsystem till manöverenheter.”

Till exempel styr en SIMATIC Drive Controller med en S7-1500TF CPU alla maskinfunktioner, inklusive rörelsestyrningsuppgifter och säkerhetssystemen integrerade i styrenheten via Safety Integrated.
”Detta gör hela arkitekturen enklare och smalare”, bekräftar Lang. Siemens stödde också indumatec med den elektriska konstruktionen: styrskåpen tillverkades enligt specifikationerna från projektgruppen vid Siemens fabrik i Chemnitz, Tyskland. ”Det fungerade perfekt”, bekräftar Lang.

Siemens styrskåp med SIMATIC-komponenter och drivteknik för en Koenig & Bauer MetalPrint-beläggningslinje.

För närvarande arbetar fem programmerare med ett projekt samtidigt i TIA Portal - och det fungerar mycket bra.

Christian Daub, Chef för elutveckling, Koenig & Bauer MetalPrint GmbH

Närbild av arkmatning och transportörmekanism inuti en Koenig & Bauer MetalPrint-tryckmaskin.

Mer effektivitet från ingenjörskonst till service

Christian Daub, som var ansvarig för projektet som chef för elutveckling på Koenig & Bauer, ser också många fördelar i standardiseringen av automatisering: ”Vi har alla komponenter i TIA Portal och bara ett projekt för hela systemet. Programvaran är väldesignad med hjälp av byggstenar, så att vår programmering såväl som teamen inom idrifttagning och service lätt kan hitta sin väg.” Dessutom gör TIA Portal det möjligt att arbeta i ett team: ”För närvarande arbetar fem programmerare på ett projekt samtidigt - och det fungerar mycket bra”, säger Daub.

Programvaran för linjen skapades i TIA Portal på ett sådant sätt att olika enheter och kundalternativ lagras som programvarualternativ: ”I framtiden kommer vi att kunna skapa hela projektet och sedan anpassa det till varje respektive applikation på plats med hjälp av dessa alternativ.” För idrifttagning och service erbjuder arbetet i TIA Portal ytterligare en fördel: ”Vi levererar TIA Portal i detta system på en industridator och har därmed hela projektet tillgängligt på plats. Dessutom kan vi också komma åt maskindata från våra kontor i Stuttgart eller från hemmakontoret via säker fjärråtkomst, som om vi var på plats. Det gör servicen mycket enklare.”

Vi räknar med att spara upp till 40% i design genom standardisering och modularisering, som vi kan använda direkt för nya innovationer.

Markus Faude, Chef för utveckling och design, Koenig & Bauer MetalPrint GmbH

Flexibel och framtidssäker teknik

Medan sista handen på den nya linjen pågår blickar Markus Faude redan framåt: ”Med det här projektet vill vi visa vad som är möjligt — även när det gäller andra tillämpningar. Med hårdvarans modularitet också tar vi ett stort steg mot neutral produktion. Vi kan helt enkelt byta en enhet eller en kraftenhet mot en kraftfullare eller svagare komponent; strukturen är alltid densamma. När det gäller tekniska frågor har vi en expert på Siemens som går igenom hela lösningen med oss — vilket naturligtvis passar oss väl som systemleverantör. Och sist men inte minst har tekniken valts så att vi ska vara absolut framtidssäkra. Faude tänker särskilt på nya digitala affärsmodeller.

Metallplåttransportsystem på en Koenig & Bauer MetalPrint-beläggningslinje.

Koenig & Bauer - Digital Twin av maskinen.

Nya digitala affärsmodeller är nästa: databaserade tjänstekoncept, applikationer relaterade till kvalitet och hållbarhet, och produktigenkänning via kamerasystem för att möjliggöra spårbarhet för förpackningarna på stormarknadshyllan tillbaka till tryck- och beläggningsprocesserna, eller processdata för optimering av resurs- och energiförbrukning. Den första digitala applikationen är redan på gång och Koenig & Bauer MetalPrint har också utvecklat en digital tvilling för inmatningen. ” Jag ser en enorm potential här”, säger Faude, ”från och med säljstöd, där vi kan diskutera lösningen med kunden i ett mycket tidigt skede, genom projektfasen, där vi kan generera en stor del av applikationen från modellen till virtuell driftsättning — det är verkligen ett övertygande koncept.

Koenig & Bauer Metalltryck

Koenig & Bauer MetalPrint, ett företag i Koenig & Bauer-koncernen, är världsledande som systemleverantör för tryck- och beläggningslinjer, torktumlare och frånluftsrening för metallförpackningsindustrin. Som systemleverantör stöder företaget kunder över hela världen med kompletta tryck- och beläggningslinjer i en mängd olika konfigurationer. En av projektets höjdpunkter under de senaste åren är bland annat en 140 meter lång tryck- och ytbehandlingslinje, den längsta MetalStar-linjen som någonsin installerats.

Läs mer