Nach der Konzipierungsphase führten die Automatisierungsexperten von DAA Delta Technik, einer Tochter der B+S-Gruppe, eine umfassende Prozessanalyse durch. Dabei wurden entlang der Fertigungslinie alle funktionalen Abläufe, der gesamte Datenaustausch zwischen den Systemen und die Bedienabläufe aufgenommen. Besonders kritische Prozessparameter wurden mit einem eigens dafür installierten Iba-PDA-System aufgezeichnet und analysiert. So konnten die neuen Antriebe und Steuerungen sowie die dazugehörige Software schon im Vorfeld des Umbaus auf die Prozessanforderungen zugeschnitten werden.

»Die Querteilanlage DE003 ist eine Schlüsselanlage unseres Werkes«, berichtet René Beerkens, Manager Technical Service bei MCB. »Die technische Expertise Delta Techniks hat uns von Anfang an überzeugt. Das präsentierte Umbaukonzept orientierte sich an unseren Vorstellungen hinsichtlich modernster Technik, offener Systeme, sehr guter Bedien- und Wartbarkeit und einem bestmöglich abgesicherten Umbauszenario.« Die Modernisierung der Querteilanlage erfolgte in zwei Umbaustufen. Aufgrund der vorausschauenden und effizienten Planung von Delta Technik konnte schon in der ersten Umbaustufe vorzeitig erstes Material gefahren werden. Die Prozessabläufe und der Schneidprozess wurden so frühzeitig optimiert, dass die Querteilanlage nach weniger als zwei Wochen wieder produktionsbereit war. Diese positiven Erfahrungen bewogen MCB und Delta Technik dazu, die geplante Dauer der zweiten Umbaustufe deutlich zu reduzieren.

Erste Umbauphase mit Austausch der Schaltfelder

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Die erste Modernisierungsstufe der Querteilanlage umfasste die Ein- und Rückspeiseeinheit der Exzenterschere sowie die Kondensatorbatterie zur Pufferung der Zwischenkreisspannung. Ebenso wurden die beiden Wechselrichter der Scherenmotoren, die Steuerung der Exzenterschere und die Antriebsregelung der Querteilanlage modernisiert.

»In dieser Phase mussten wir komplette Schaltfelder austauschen«, erläutert Frank Mehlich, Geschäftsführer von DAA Delta Technik. »Die Schaltanlage der neuen Querteilanlage DE003 bei MCB ist in einem Container eingebaut, der auf beiden Seiten mit Schaltfeldern bestückt ist.« Aufgrund der engen Platzverhältnisse waren die Demontage der vorhandenen Schaltfelder, aber auch das Einbringen und die Integration der neuen Schaltfelder eine besondere Herausforderung. Dies löste Delta Technik mithilfe eines eigens auf die Platzverhältnisse des Schalthauscontainers zugeschnittenen Schienensystems für die Montage. So konnten die neuen Schaltfelder als eine vorgefertigte und getestete Einheit vor dem Container auf die Schienen gesetzt werden und mussten anschließend lediglich in den Container eingeschoben werden. Die Demontage und Montage der Schaltfelder nahm nur wenige Tage in Anspruch. Parallel dazu wurde die Hardware der Antriebsregelung der Querteilanlage modifiziert. Es folgten die Installationen der neuen Software für die Antriebsregelung und die Exzenterschere. Anschließend konnte der I/O-Check durchgeführt und mit der Kaltinbetriebnahme begonnen werden.

»Der Schnittverlauf der Steuerung einer Exzenterschere verlangt eine besondere Herangehensweise, da die Schere synchron, aber auch über- und untersynchron betrieben werden kann«, erläutert Mehlich. »Im Synchronbetrieb ist die mittlere Geschwindigkeit gleich der Materialgeschwindigkeit, im Übersynchronbetrieb hingegen langsamer und im Untersynchronbetrieb schneller.

»Unsere Erwartungen wurden oft übertroffen.«

— René Beerkens, Manager Technical Service MCB
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Letzteres ist beispielsweise bei sehr kurzen Tafeln oder Tafelplatinen nötig.« Zudem kann die Exzenterschere bei sehr langen Tafeln auch im Start-Stopp-Modus betrieben werden. Dabei wird die Exzenterschere aus dem Stand beschleunigt, dann auf das Materialtempo synchronisiert, nach dem Schnitt vom Material wegbeschleunigt und schließlich auf Stoppposition gebracht.

Zweite Umbauphase: Modernisierung auf Komponentenbasis

Die zweite Stufe der Modernisierung der Querteilanlage umfasste die Einspeiseeinheit der Bandantriebe, die Wechselrichter der bandführenden Antriebe, der Richtmaschinen, der Besäumschere, der Saumstreifenschere und der Stapelmaschine sowie die Umrichter aller weiteren drehzahlgeregelten Antriebe wie der Höhen- und Kippverstellungen der Richtmaschinen, der Breitenverstellung der Besäumschere, der Seitenführungen und der Längenanschläge.

»Die Umbauarbeiten dieser Phase starteten am Freitagnachmittag und dauerten bis zum darauffolgenden Sonntag«, so Mehlich. »Anschließend führten wir einen I/O-Check durch, parametrierten die Wechsel- und Umrichter und begannen mit der Kaltinbetriebnahme.« Die gesamte Modernisierung in dieser Phase erfolgte auf Komponentenbasis in den vorhandenen Schaltfeldern, da die Bauteile in mehreren Schaltfeldern verteilt angeordnet sind. Die auszutauschenden Komponenten im Schalthauscontainer wurden aus den vorhandenen Schaltfeldern aus- und stattdessen die neuen Elemente eingebaut. Da die neuen Komponenten in ihrer Größe und in der Lage ihrer Anschlüsse von den alten Bauteilen abwichen, waren umfangreiche Anpassungen notwendig – insbesondere Verdrahtungsarbeiten.

Dank des vollständigen Umbaus der Antriebe und Steuerungen der Querteilanlage ist sie nun mit einer ausgereiften Automationstechnik auf dem neuesten Stand ausgerüstet. »Wir verwenden ausschließlich Komponenten namhafter Hersteller, die frei am Markt verfügbar sind«, führt Mehlich aus. »Bei der Umsetzung der Antriebs- und Steuerungssoftware legten wir außerdem höchsten Wert auf eine klare Struktur dieser Software, um unseren Kunden eine möglichst einfache Wartung ihrer Anlagen zu ermöglichen.« Diese Software ist ein offenes System, das für das Wartungspersonal frei zugänglich ist.

Verkürzter Anlagenstillstand

Die ursprünglich vorgesehenen Stillstände zum Umbau der Querteilanlage in zwei Stufen konnten von Delta Technik aufgrund effizienter Planung und Umsetzung deutlich reduziert werden. Entgegen der ursprünglichen Terminierung, die zweite Umbaustufe in einem mehrwöchigen Stillstand mit einschichtigem Umbau durchzuführen, verständigten sich MCB und Delta Technik nach den äußerst positiven Erfahrungen der ersten Umbaustufe auf einen nur dreitägigen Stillstand mit dreischichtigem Umbau. Dies erfolgte vor dem Hintergrund einer hohen Produktionsauslastung der Querteilanlage und der positiven Erfahrungen aus der ersten Umbaustufe. Weitergehende Optimierungsarbeiten waren nicht erforderlich. Dennoch führte Delta Technik eine entsprechende Produktionsbegleitung nach dem erfolgten Umbau durch.

Mit der erfolgreichen Modernisierung der Antriebe und Steuerungen hat MCB nun wieder eine hochpräzise, effiziente und wartungsfreundliche Querteilanlage mit Exzenterschere. »Unsere Erwartungen wurden in jeder Hinsicht erfüllt und oft sogar übertroffen«, resümiert Beerkens. »Der Anlagenstillstand konnte gegenüber der Ursprungsplanung sogar deutlich verkürzt werden. Unsere Bediener übernahmen die umgebaute Anlage quasi intuitiv ohne nennenswerte Einweisung. Von Beginn der Inbetriebnahme an wurden Bleche guter Qualität produziert. Zum geplanten Produktionsstart befand sich die Anlage auch aufgrund der hervorragenden Vorbereitung bereits wieder auf vollem Produktionsniveau.« Dank der positiven Erfahrungen ist auch ein Umbau der Querteilanlage DE004 bei MCB unter der Durchführung von Delta Technik geplant.

Zahlen & Fakten

DAA DELTA Technik ist ein mittelständischer Automatisierungsspezialist und wurde 1995 als DTA Delta Technik Automatisierungs GmbH gegründet. Sie bietet ausgereifte Automatisierungslösungen auf Basis neuester Technik international an – sowohl zur Erstausrüstung neuer Anlagen als auch zur Modernisierung vorhandener Anlagen. Expertisen in den Bereichen Antriebstechnik, Sicherheitstechnik und Präzisionsregelungen zeichnen dabei das Unternehmen aus. Seit 2018 ist es Teil der B+S-Gruppe (Burghardt & Schmidt) und beschäftigt derzeit 22 Mitarbeiter in Duisburg.

Blechexpo Halle 8, Stand 8405