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Modular verpackt

Ein Komplettprojekt ist nicht immer der richtige Ansatz, um den Engineering-Aufwand für die Steuerungssoftware einer variantenreichen Maschinenserie in den Griff zu bekommen. Brauchen kundenspezifische Anforderungen zu viele individuelle Modifikationen pro Maschine, gibt es laut Ulf Leineke, Bereichsleiter F&E bei der Mediseal GmbH eine bessere Lösung. Mit einem Pool getesteter Softwaremodule und dem Automatisierungspartner B&R gelingt es dem Hersteller von Verpackungsmaschinen, neue Lösungen schnell zu implementieren und trotzdem Aufwand und Risiko minimal zu halten.

Mediseal_Blister packaging

„Für unsere Anwender aus der Pharmaindustrie stehen Produktqualität und Anlagenzuverlässigkeit absolut im Vordergrund“, sagt der Leiter der Forschungs- & Entwicklungsabteilung bei der Mediseal GmbH, Ulf Leineke. „Trotzdem müssen wir wegen der sehr unterschiedlichen Anforderungen und Rahmenbedingungen bis zu dreißig Prozent bei jedem Maschinenprojekt modifizieren oder neu entwickeln.“

Der von immer mehr Serienmaschinenbauern verfolgte Ansatz, mit einem Softwareprojekt, das mehrere Maschinenserien inklusive aller Optionen abdeckt, den Engineering-Aufwand zu reduzieren, lässt sich nach Ansicht des Managers nicht auf ein Unternehmen wie Mediseal übertragen. „So ein 100-Prozent-Projekt würde bei uns wegen des hohen Anteils kundenspezifischer Modifikationen schnell Dimensionen annehmen, die sich nicht mehr vernünftig warten lassen. Außerdem müssten wir bei diesem Ansatz alle deaktivierten Module als ungenutzten Ballast in jedem Projekt mitschleppen oder Teile von der Hauptentwicklungslinie abkoppeln.“

Auch bei den Anwendern würde die Akzeptanz fehlen, sagt Leineke: „Anwender aus der Pharmaindustrie erwarten von uns maßgeschneiderte moderne Technik und Updates, wollen jedoch nicht nach jeder Änderung das komplette Projekt testen oder validieren müssen.“

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Hochleistungsverpackungslinie der Mediseal GmbH für die Herstellung von Tabletten-Blistern. Gekapselte und wiederverwendbare Hard- und Softwaremodule minimieren den Aufwand für die branchentypisch häufig anfallenden kundenspezifischen Anpassungen. (Quelle: Mediseal GmbH)

Pool getesteter Softwaremodule

Mediseal setzt auf einen Pool aus Softwaremodulen mit klar definierter Schnittstelle, aus dem der Großteil jedes Maschinenprojekts zusammengestellt wird. „Da dieser Teil nicht verändert wird, müssen wir und der Anlagenbetreiber nur die neu dazugekommenen Teile und eventuell betroffene Abhängigkeiten austesten oder validieren, wodurch der Aufwand für uns und den Betreiber deutlich geringer ausfällt“, sagt Leineke.

Noch einfacher stellt sich für Mediseal die Modularisierung der Software dar, seit das Unternehmen vor über fünf Jahren auf die Version 3 der Engineering-Umgebung Automation Studio von B&R umgestiegen ist. „Die Software lässt sich problemlos zu wiederverwendbaren Modulen kapseln, denen auch entsprechende Bibliotheken mitgegeben werden können“, sagt Leineke. „Zudem liegen die Dateien als ASCII-Text und nicht nur als binäre Dateien vor.“

Das ist mit der wichtigste Punkt für den Entwicklungsleiter: Dadurch ist der Einsatz eines Software-Versionskontrolltools zur Verwaltung von Modulvarianten effizient möglich, so dass einmal getestete und freigegebene Versionen für die weitere Verwendung eingefroren werden können.

Kein Zwang zum Wechsel

Mediseal gehörte wegen dieser klaren Vorteile zu den Unternehmen, die als Alpha-Anwender mit Automation Studio 3 gearbeitet haben. „Wenn wir bei einer neuen Technologie einen deutlichen Innovationssprung sehen, führen wir sie auch möglichst schnell zu unserem Nutzen und dem der Anwender ein. Wir erwarten, dass der Automatisierungspartner unser Feedback berücksichtigt und über Probleme rechtzeitig informiert, so wie B&R das vorbildlich macht“, sagt Leineke.

Wichtig ist dem Mediseal-Manager, dass er nicht zu einem Wechsel gezwungen wird, sondern den Zeitpunkt frei wählen kann. Er weiß es sehr zu schätzen, dass sein Entwicklungsteam noch mit den Vorgängern der aktuellen Version von Automation Studio arbeiten kann und dabei über einen sehr langen Zeitraum von B&R mit Updates unterstützt wird. „Ein weiterer großer Pluspunkt ist, dass es kaum zu Problemen durch inkompatible Firmware kommt“, sagt Leineke. Auch mit Blick auf die Verfügbarkeit der Produkte ist Mediseal auf der sicheren Seite. „Selbst die ältesten Produkte sind in der Regel noch zu haben.“ Der Entwicklungsleiter weiß, wovon er spricht. Schließlich hat sich Mediseal bereits vor über siebzehn Jahren dazu entschieden, alle Maschinen standardmäßig mit Automatisierungstechnik von B&R auszustatten.

Offenheit der Lösung und des Automatisierungspartners

Um eine innovative Maschinenarchitektur auf Basis dezentraler Antriebstechnik und flexibler Bewegungsgesetze realisieren zu können, entschloss sich Mediseal, auf B&R als Automatisierungspartner umzusteigen.

„B&R verfügte schon damals über eine Steuerungslösung mit integrierter Servoansteuerung, die es erlaubte, Kurvenscheiben während der Laufzeit zu ändern und zusätzlich SPS- und Motion-Funktionalität in einem System zu vereinen“, sagt Leineke. „Das und die gebotene Offenheit der Lösung sowie die Bereitschaft von B&R, unsere Wünsche aufzunehmen und umzusetzen, waren die ausschlaggebenden Gründe für unsere Entscheidung, mit B&R zusammenzuarbeiten.“

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Die CP600 erfüllt höchste Qualitätsanforderungen. Kein fehlerhafter Blister darf die Maschine unerkannt verlassen. Die eingesetzte offene B&R-Technik erleichtert die Anbindung externer Kontrollgeräte wie Kameras oder Waagen. (Quelle: Mediseal GmbH)

Dies war der Auftakt für eine ganze Reihe innovativer Maschinenentwicklungen, wie das Beispiel der CP600 zeigt. Sie war die erste Mediseal-Blistermaschine, die mit hochpräzisen digitalen Servos ausgestattet wurde und mit einem Ausstoß von 600 Blistern pro Minute zu den leistungsfähigsten Maschinen am Markt zählt.

Mediseal verfügt über den weltweit größten Erfahrungsschatz beim Einsatz digitaler Servotechnologie. Die Anwender profitieren dadurch von einer unerreichten Flexibilität und Produktionseffizienz. Am Beispiel Rüstzeiten bedeutet das konkret: Die Direktantriebe ersetzen mechanisch bewegte Teile und verkürzen die Komplettumstellung von PVC/Alu- auf Alu/Alu-Formate auf unter 35 Minuten. Der modulare Aufbau und die klare Zonenabgrenzung innerhalb einer Linie ermöglichen die Implementierung optionaler Funktionsgruppen – optimal unterstützt durch die offene B&R-Technik. Ihre volle Leistungsfähigkeit spielt die CP600 in der Kombination mit einem Mediseal-Kartonierer in einer Linie aus.

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Das Bedienpult der Blistermaschine CP600 basiert auf einem abgesetzten Automation Panel, das B&R nach den Vorgaben von Mediseal angepasst hat, damit die Front ohne weiter Konstruktionselemente direkt an das Bedienpultgehäuse montiert werden kann. (Quelle: Mediseal GmbH)
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Die Blistermaschine CP600 arbeitet durchgängig mit POWERLINK in Verbindung mit Servotechnik von B&R und bewältigt bis zu 600 Blister pro Minute (Quelle: Mediseal GmbH)

Parallel entwickeln und in Betrieb nehmen

Die Steuerung der einzelnen Mediseal-Maschinen in einer Linie übernimmt jeweils eine CPU aus dem X20-System von B&R. „Diese Dezentralisierung erleichtert uns die parallele Entwicklung der Software sowie die Inbetriebnahme der Maschinen einer Linie und ist deshalb wirtschaftlicher als eine einzige zentrale Steuerung“, sagt Leineke. „Wir prüfen aktuell Automation Studio 4, da ab dieser Version unmittelbar parallel an der gleichen Steuerung gearbeitet werden kann. Es ist also nicht ausgeschlossen, dass wir bald zu einer zentralen Steuerungsarchitektur übergehen, wenn sich das für uns bestätigt und rechnet.“ Angenehmer Nebeneffekt: Mit diesem Schritt würde auch der Aufwand für die Querkommunikation zwischen den Steuerungen der Linie entfallen.

Als Protokoll für die Querkommunikation zwischen den Steuerungen, den dezentralen Servos in der Linie sowie die Vernetzung der I/Os und dezentralen I/O-Stationen aus dem X20-System dient Mediseal durchgängig POWERLINK. „Die B&R-Lösung bietet uns fast uneingeschränkte Möglichkeiten bei der Anbindung von anderen Bus- und Fremdsystemen und gibt uns freie Hand bei der Wahl des Antriebstyps. Automation Studio erlaubt es, unterschiedliche Antriebsarten wie Linearmotor, Servo oder Schrittmotor mit der gleichen Softwareschnittstelle anzusteuern“, sagt Leineke. „Aber auch wenn wir von der Steuerung über die I/Os bis hin zur Visualisierungshardware durchgängig B&R-Produkte einsetzen, noch wichtiger ist für uns, dass wir von B&R auch die Lösungsunterstützung aus einer Hand erhalten. So können wir den Engineering-Aufwand für unsere Maschinen mit hohem Sonderanteil minimal halten und dennoch neue Trends schnell aufgreifen und implementieren.“

Ulf Leineke

Bereichsleiter F&E, Mediseal GmbH

„Bei B&R erhalten wir Produkt- und Lösungsunterstützung aus einer Hand – ohne kostspieligen Support-Vertrag oder die Einschaltung von Dritten. So können wir den Engineering-Aufwand für unsere Maschinen mit hohem Sonderanteil auf einem Minimum halten und neue Trends schnell aufgreifen und implementieren.“

Automation Studio_Logo

Mediseal, Hersteller von Verpackungsmaschine für die Pharmaindustrie, muss bei jeder Maschine bis zu dreißig Prozent nach den Wünschen des Käufers neu entwickeln oder individuell anpassen. Dank der Engineering-Umgebung Automation Studio von B&R ist es dem Maschinenbauer gelungen, den damit einhergehenden Engineering-Aufwand auf ein Minimum zu reduzieren. Besonders geschätzt von den Verantwortlichen bei Mediseal: Mit der Umgebung kann Software zu wiederverwendbaren Modulen gekapselt und um die entsprechenden Bibliotheken ergänzt werden.

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