Coperion, Stuttgart, fasst unter dem Namen „C-Beyond 4.0“ digitale Konzepte und Anwendungen für die vernetzte Kunststoffverarbeitung zusammen. Hierzu zählt eine Konzeptstudie zu einer einheitlichen Bedienungsoberfläche für Mensch-Maschine-Schnittstellen (GUI). Diese kann […]
Coperion, Stuttgart, fasst unter dem Namen „C-Beyond 4.0“ digitale Konzepte und Anwendungen für die vernetzte Kunststoffverarbeitung zusammen. Hierzu zählt eine Konzeptstudie zu einer einheitlichen Bedienungsoberfläche für Mensch-Maschine-Schnittstellen (GUI). Diese kann Industrie 4.0-Funktionalitäten abbilden und soll stufenweise in alle Coperion-Extruder, Compoundieranlagen und Material Handling-Systeme in der Compounding-Industrie implementiert werden.
Die neuen Coperion-Extruder-Steuerungen haben nicht nur ein neues, intuitiv bedienbares GUI, sondern sie beinhalten auch smarte Unterstützungsprogramme mit intelligenten Diagnose- und Überwachungsfunktionen. (Foto: Coperion)
Die intelligenten Unterstützungsprogramme (Smart Machine Features) umfassen intelligente Diagnose- und Überwachungsfunktionen, die zu einer erhöhten Produktivität und Anlagenverfügbarkeit beitragen. Auf der K 2019 wurden sie noch auf iPads in einer App-ähnlichen Anwendung gezeigt, sie sollen künftig in das GUI integriert werden. Das dritte Highlight in diesem Kontext ist die App C-Beyond 4.0, die verschiedene Applikationen bereithält: eine Übersicht über die installierten Anlagenbauteile mit der relevanten Dokumentation, intelligente Ersatzteillisten zu den einzelnen Bauteilen und die Analyse der Overall Equipment Effectiveness (OEE). Mit ihr stellt Coperion dem Anlagenbetreiber in einer Art Cockpit wichtige Kenndaten aus seinem gesamten Produktionsprozess in übersichtlicher und leicht verständlicher Form zwecks Produktionsüberwachung und -optimierung zur Verfügung. Coperion ermöglicht dadurch auch im digitalen Bereich eine gesamthafte Lösung entlang des Produktionsprozesses. Darüber hinaus implementiert der Extruderhersteller die offene Schnittstelle Euromap 84 auf Basis von OPC UA in seine Maschinen, was deren nahtlosen Einsatz in heterogenen vernetzten Fertigungsumgebungen ermöglicht.
Bedienerfreundliche Nutzeroberflächen
Das neue Design des GUI erzeugt erstmals einen einheitlichen Look & Feel über die verschiedenen Ausrüstungsfamilien hinweg und sorgt für eine bessere Bedien- und Nutzererfahrung. Außerdem wurde die optimierte Nutzeroberfläche um zusätzliche Funktionalitäten erweitert. Die Darstellung fokussiert sich auf die wesentlichen Parameter, Einstellungen und Funktionen. Essentielle Daten zu Drehzahl, Durchsatz, Schmelzetemperatur, Kopfdruck, spezifischem Energieeintrag oder den nächsten Aufgaben sind auf einen Blick erfassbar.
Die Verringerung der Komplexität sowie die klare optische Gliederung sorgen für eine intuitive Bedienerführung, die Bedienern den Einstieg erleichtert und das Risiko von Bedienfehlern verringert. Zudem wurden Funktionen wie nutzerspezifische Anmeldung und Profile (mehrstufiges Bedienerkonzept), Notizfunktion/digitales Schichtbuch sowie eine einfache Rezepturverwaltung integriert.
Intelligente Diagnose- und Überwachungsfunktionen
Die Coperion-Extruder-Steuerungen ermöglichen zudem die Integration von intelligenten Funktionalitäten, zusammengefasst unter dem Begriff Smart Machine Features. Zu diesen Funktionen zählen beispielsweise fehlerbasierte Handlungsempfehlungen. Dabei werden dem Bediener bei Auftreten eines Fehlers die wahrscheinlichsten Ursachen sowie entsprechende Lösungsansätze zur Behebung des Fehlers angezeigt. Die Maschine kann somit schneller wieder in den Normalbetrieb gebracht werden, was Zeit und Kosten spart.
Auch die Implementierung von vorausschauender Wartung auf Basis von Diagnosedaten wird zukünftig mit den neuen Funktionen möglich sein, da Wartungsintervalle – z. B. für den Wechsel von Verschleißteilen oder Betriebsmitteln – angezeigt werden. Diese Verschleißteile oder Betriebsmittel können dann über die Plattform C-Beyond 4.0 online beschafft werden. Betriebskritische Wartungen werden sowohl als Meldung angezeigt als auch als Übersichtsliste in der Steuerung. Wartungsarbeiten können so leichter zusammengefasst und besser geplant werden, um Maschinenstillstände zu verringern. Über eine in den Extrudern verbaute ServiceBox wird Coperions Serviceabteilung über anstehende Wartungen benachrichtigt und kann in Zusammenarbeit mit dem Anwender einen angepassten Wartungsplan erarbeiten.
Darüber hinaus erlauben die neuen Funktionalitäten eine Prozessüberwachung in Echtzeit, die direkt in die Steuerung programmiert wird. Zusätzliche Sensorik ist nicht erforderlich. Aus den essentiellen Parametern auf Basis der bestehenden Signale wird die Prozessstabilität bewertet um Abweichungen und Störungen frühzeitig zu erkennen. So können beispielsweise Prozesseinflüsse durch die Materialzuführung, Rohmaterialeigenschaften oder mechanischen Störungen an der Maschine detektiert werden. Langfristiges Ziel der intelligenten Prozessüberwachung ist die Reduktion von aufwändigen Probennahmen und Qualitätsanalysen in einem Labor.
Außerdem umfassen die Smart Machine Features eine intelligente Leerfahrfunktion für Dosiersysteme. Alle oder ausgewählte Dosierungen laufen zu einem bestimmten Zeitpunkt zeitgleich leer. Möglich wird dies durch eine intelligente Kommunikation zwischen Extruder und Dosierer. Dies führt dazu, dass Anlagenbetreiber Reinigungszeiten beim Materialwechsel sowie Abfall durch verbleibendes Material in der Dosierung einsparen können. Insgesamt lassen sich so Zeitaufwand und Stillstandzeiten bei Produktwechseln reduzieren.
App zur Produktionsüberwachung und -optimierung
Die App Overall Equipment Effectiveness (OEE) dient der Überwachung der Anlage und liefert den Produktionsverantwortlichen einen Überblick über die Gesamteffizienz ihrer Anlage. Sie beinhaltet die Parameter Leistung, Verfügbarkeit und Qualität. Auf dieser Basis liefert die App Produktionsingenieuren oder Produktionsleitern eine weitgehend automatisierte Auswertung und Visualisierung der entsprechenden Betriebsdaten. Dies führt zu einer erhöhten Transparenz in der Produktion, wodurch Probleme, z. B. durch Wartungsrückstände, frühzeitig erkannt werden können. Ausfallzeiten werden in Kategorien klassifiziert, was spezifische Problemlösungen durch technische oder organisatorische Maßnahmen ermöglicht. In der App bringt Coperion seine umfassende Prozesserfahrung mit ein, um Anwendern einen Benchmark für die Leistung bei unterschiedlichen Prozessen anzuzeigen. Dies geschieht anhand des Coperion Performance Indicators.
Neben der OEE-App bietet Coperion einen intelligenten Ersatzteilkatalog, der eine Evolution des Kundenportals MyCoperion darstellt.
Offene Schnittstellen für die vernetzte Produktion
Steuerungen von Coperion-Extrudern werden ab 2020 mit Euromap-84-Schnittstellen ausgerüstet. Dabei handelt es sich um einheitliche Standardschnittstellen auf Basis von OPC UA zur Kommunikation der Extruder mit übergeordneten Produktionsleitsystemen (MES). OPC UA ist ein plattformunabhängiger Interoperabilitätsstandard und sorgt für den sicheren und verlässlichen Austausch von Daten im Bereich der Industrieautomation.
„Coperion unterstützt die Kunststoffindustrie auf ihrem Weg hin zur digitalen Produktion durch Industrie 4.0-taugliche Steuerungsoberflächen, Interoperabilität und intelligente Diagnose- und Überwachungsfunktionen. Ab Januar 2020 werden die Smart Machine Features in die Extruder-Steuerungen integriert. Das neue GUI wird nächstes Jahr zunächst in unsere Extruder-Steuerungen implementiert, später folgen dann weitere Anwendungen. Die neuentwickelte OEE-App sowie der intelligente Ersatzteilkatalog werden unseren Kunden dann ebenfalls zur Verfügung stehen“, erklärt Markus Schmudde, Leiter Forschung und Entwicklung, Compounding & Extrusion, bei Coperion.
