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Ein großer Sprung vorwärts für Abfüllanlagen

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Mit einer Produktion von 108.000 Flaschen pro Stunde auf jeder der Hochgeschwindigkeits-Abfüllanlagen ist die neue Fabrik von Niagara Bottling in Ohio in der Lage, Wasser in kleinformatigen Flaschen an Konsumenten im gesamten Mittleren Westen der USA zu liefern. Als eine der weltweit schnellsten und technologisch fortschrittlichsten Produktionsanlagen für Trinkwasser in Flaschen ist sie mit einer Anfang 2013 vorgestellten, bahnbrechenden neuen Generation von PETFlaschenabfüllanlagen ausgestattet – der Sidel Matrix, einer vielseitigen, modularen Lösung mit vollintegrierter Automatisierung von B&R. Das Jahr 2013 markiert für Sidel mit dem dreißigsten Jubiläum der Produktion von PET-Flaschen einen Meilenstein in der Geschichte des Weltmarktführers bei Verpackungslösungen für Flüssigkeiten. Auf Grundlage jahrelanger, intensiver Forschung, Entwicklung und Validierung geht Sidel in den Matrix-Maschinen mit den neuesten, bewährten Technologien und vielseitige Konfigurationsmöglichkeiten noch enger auf die individuellen Produktionsbedürfnisse seiner Kunden ein. Diese Maschinenserie umfasst die gesamte Bandbreite der Abfüllanlagentechnik von Blasform-Maschinen und Abfüllanlagen bis zu Etikettierern und bietet ein noch nie da gewesenes Ausmaß an Leistungsfähigkeit und Flexibilität.

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Die Sidel Matrix Combi vereinigt alle Vorteile der Blasform- und Abfüll-Innovationen von Sidel in einer integrierten Lösung für Blasformen, Abfüllen und Verschließen,die bei gleichzeitig reduzierten Kosten herausragende Hygieneeigenschaften aufweist.

Neue Automatisierung für neue Herausforderungen

Sidel hat stets Innovationen entwickelt, um die stetig wachsenden Bedürfnisse seiner Kunden zu erfüllen. Das Matrix-System von Sidel wurde herausgebracht, um alle Teile der PET-Flaschen-Abfüllanlagen zu optimieren. Das führte zu bedeutenden Innovationen wie der Verwendung elektrischer Antriebe und den Ersatz der Pneumatik durch Linearmotoren für die Bewegung der Vorstreckstempel in den Blas-Kreiseln. Ein entscheidendes Ziel dieses neuen modularen Systems war es auch, den Betrieb der Linie als Ganzes zu optimieren. Sidel erkannte, dass dies eine einheitliche, voll integrierte Automatisierungslösung verlangte. Dazu musste ein globaler Automatisierungsanbieter gefunden werden, der in der Lage ist, flexible und geeignete Lösungen für alle derzeitigen sowie zukünftig geplanten Maschinentypen anzubieten. Die größten Automatisierungsanbieter auf dem Markt wurden daher einer einjährigen Lieferanten-Frühevaluierung unterzogen. „Die technischen Anforderungen an die neue Automatisierungslösung waren sehr hoch“, erklärt Isabelle Maillot, Vizepräsidentin für Produktinnovation bei Sidel. „Die Frühevaluierung zeigte, dass B&R die passendsten Lösungen anbietet, etwa mit den autonomen Servoantrieben ACOPOSmulti, die unseren Bedarf nach Präzision und Geschwindigkeit voll erfüllen konnten. Diese Kriterien waren essenziell für die Implementierung der verbesserten neuen Funktionen, die unsere Kunden suchen.“ „Lösungen von B&R konnten bei achtzig Kriterien der Frühevaluierung erfolgreich punkten“, ergänzt David Dumouchel, Leiter des globalen Einkaufs. „Mit Leichtigkeit erfüllten sie unsere härtesten Anforderungen. Darüber hinaus deckt eine Auswahl von neunzig verschiedenen B&R-Modellen den Bedarf der gesamten Matrix-Maschinenserie von Sidel ab.“ Die harte Echtzeitfähigkeit des Netzwerkprotokolls POWERLINK, die hohe Leistungsfähigkeit der Automation PCs – die eine nahtlose Verarbeitung von Steuerungs- und HMI-Aufgaben auf derselben Hardwareplattform ermöglicht – sowie der mit der Entwicklungsumgebung Automation Studio erzielte ausgesprochen hohe Integrationsgrad, trugen maßgeblich zu Sidels Entscheidung bei, die neuen Sidel Matrix-Maschinen mit B&R-Systemen auszurüsten.

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Die neue Matrix Combi ist ideal für die Handhabung leichter PET-Behälter.
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Nutzer der Sidel Matrix Abfüllanlagen profitieren von einer verstärkten Konzentrationauf Hygiene und Produktionseffizienz.

Starke Partnerschaft für den Technologievorsprung

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Das Protokoll openSAFETY erlaubt zuverlässigen Sicherheits-Informationsaustausch über das POWERLINK- Netzwerk sowohl innerhalb jeder Matrix-Maschine als auch über die gesamte Abfüllanlage.

Um Sidel bei dieser neuen Herausforderung zu unterstützen, stellte B&R in allen Ländern, in denen Sidel Produktionsanlagen betreibt, zugeordnete Teams für Schulung, Test und technische Unterstützung zusammen. Das gute Verhältnis zwischen den Teams von Sidel und B&R entwickelte sich rasch während ihrer Zusammenarbeit – immer mit dem Ziel vor Augen, die innovativen Technologien von B&R vollständig in die Sidel-Maschinen zu integrieren. Während B&R stets mit Beratung und Unterstützung zur Stelle war, behielt Sidel die volle Kontrolle über das Maschinen-Entwicklungsprogramm, in dem jede Code-Zeile von Sidel-Technikern geschrieben wurde. Das garantiert, dass die Mitarbeiter von Sidel über das gesamte Wissen verfügen, das für die Kundenunterstützung, zur Prozessoptimierung und bei Bedarf zur raschen Neuentwicklung von Maschinenoptionen erforderlich ist.

„Die Zusammenarbeit zwischen den Techniker-Teams von Sidel und B&R war ein Schlüsselfaktor für den Erfolg des Matrix-Projekts", erklärt Thierry Deau, Leiter Automatisierungsentwicklung bei Sidel. „Unterstützt von den örtlichen B&R-Teams haben wir uns die B&R-Technologie zu Eigen gemacht. So können wir deren Alleinstellungsmerkmale voll ausnutzen und den Mehrwert an unsere Kunden weitergeben.“

Ein weiterer Aspekt von optimalem Service für seine Kunden war für Sidel, die Instandhaltung der Maschinen so einfach wie möglich zu gestalten. Mit dem in jeder B&R X20 SPS serienmäßig integrierten Werkzeug System Diagnostics Manager (SDM) hat Sidel sowohl lokal als auch aus der Ferne einfachen Zugriff auf detaillierte Statusinformationen aller Achsen und I/O-Kanäle auf seinen Maschinen. Da SDM mit jedem Web-Browser verwendet werden kann, benötigen Betreiber der Maschinenserie Sidel Matrix zur Durchführung von Diagnosen weder spezielle Software noch extra Einschulung.

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Um 45 Prozent verringerter Energieverbrauch im Ofen durch weniger Heizmodule und Lampen sowie eine um rund 15 Prozent kürzere Heizzeit.
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Die harte Echtzeitfähigkeit des Netzwerkprotokolls POWERLINK trug maßgeblich zu Sidels Entscheidung bei, die neuen Sidel Matrix-Maschinen mit B&R-Systemen auszurüsten. Dieses Netzwerk sorgt für die nahtlose Kommunikation zwischen den Automatisierungs- und Antriebskomponenten aller Matrix-Maschinen.

Schnelle, flexible Entwicklung durch modularen Ansatz

In der Konstruktion der Sidel Matrix unterteilte Sidel die Maschinen in intelligente mechatronische Module. Die hohe Leistungsfähigkeit von POWERLINK und das integrierte Protokoll openSAFETY sorgen für eine nahtlose Kommunikation von Funktions- und Sicherheitsdaten zwischen sämtlichen Automatisierungs- und Antriebskomponenten – sowohl innerhalb der einzelnen Module als auch über die gesamte Flaschenabfüllanlage hinweg. Durch diesen modularen Ansatz konnten Sidel-Teams in Octeville (Frankreich) und Parma (Italien) die Module für das Blasformen und für die Abfüllung unabhängig voneinander entwickeln. So entstand eine auf dem Markt einzigartige, kombinierte Lösung. Die Zusammenarbeit der Module auf der Anlagenebene erfolgt über standardisierte Schnittstellen. Dadurch können die Module voneinander unabhängig weiterentwickelt und dennoch nahtlos zusammengestellt werden. Neue Leistungsstufen können so deutlich schneller auf den Markt gebracht werden. „Die Marktnachfrage nach der Combi-Maschine ist bereits sehr stark“, sagt Damien Fournier, Leiter Blasprodukte bei Sidel. „1997 war Sidel der erste Hersteller von Flaschenabfüllanlagen, der diese Art der Lösung anbieten konnte. Jetzt, mit ihrer modularen Architektur und bewährten Technologien, bietet die neue Sidel Matrix Combi auf allen Ebenen erweiterte Funktionalitäten und wird sicher im PET-Getränkemarkt ein weiteres Mal wegweisend sein.“

Gründlich getestet für maximale Zuverlässigkeit

Durch die SPS- und Antriebs-Simulationswerkzeuge in der Entwicklungsumgebung Automation Studio von B&R konnte Sidel die neuen Maschinen überwiegend bequem vom Büro aus entwickeln und testen. Dennoch testete der Abfüllanlagenhersteller zur Sicherstellung der maximalen Zuverlässigkeit kritische Funktionen über viele Millionen Zyklen auf echten Maschinen.

„Die ersten installierten Anlagen haben vom ersten Tag an ein sehr hohes Leistungsniveau erreicht“, erklärt Jean-Félix Lesueur, stellvertretender Vorsitzender des Sidel Matrix Industrieprogramms. „Die Kunden sind restlos zufrieden mit den Sidel Matrix-Anlagen und wir sind stolz darauf, ihnen Maschinen anzubieten, die Innovation, Robustheit und verbesserte Hygiene mit reduziertem Energie- und Rohmaterialverbrauch kombinieren.“

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