In vielen Maschinen und Anlagen der automatisierten Produktion arbeiten vielfach ältere, teils analoge Steuerungsgenerationen zuverlässig und völlig problemlos. Doch die Abkündigung einer bewährten Steuerung in bestehenden Maschinen und Anlagen verunsichert viele Anwender. Dabei können diese und auch der größte Teil der bestehenden Steuerungstechnik weiter genutzt werden. Ein Retrofit und eine Umrüstung auf die Steuerung „300S+” von Yaskawa machen es möglich.
Wenn die Steuerungstechnik bestehender Maschinen und Anlagen in die Jahre kommt, entspricht sie nicht mehr dem geforderten Stand der Technik. Sie erfüllt häufig auch nicht mehr die heutigen Sicherheitsstandards. Zudem gestaltet sich die Ersatzteilbeschaffung schwierig und ist aufgrund von Produktabkündigungen oft nicht mehr möglich. Unerwartete Stillstandszeiten und hohe Instandhaltungskosten können die Folge sein. Nachhaltigkeit im Unternehmen bedeutet aber auch, vorhandene Technik möglichst lange zu nutzen. Die Voraussetzung dafür schafft das Retrofit. Das bedeutet: Durch den Austausch alter oder veralteter Hardware-Komponenten, zum Beispiel der Steuerung, werden Maschinen wieder auf den aktuellen Stand der Technik gebracht. Das bringt sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile. Bestehende Anlagen und Produktionsprozesse werden technisch aufgerüstet, so dass Zuverlässigkeit, Effizienz, Wettbewerbsfähigkeit und Zukunftssicherheit wieder gegeben sind.
Ein solches Retrofit ist beispielsweise mit dem Steuerungssystem „300S+” von Yaskawa möglich, das seit über 30 Jahren eingesetzt wird. Mittlerweile sind mehr als 1,5 Millionen Komponenten des Hochgeschwindigkeits-Steuerungssystems in unzähligen Maschinen weltweit installiert. Dabei zeichnet sich die aktuelle Version „300S+” zum einen durch ihre Schnelligkeit aus: Sie ist rund zehnmal schneller als vergleichbare Systeme. Zum anderen bieten die SPS-CPUs eine deutlich höhere Speichergröße von bis zu acht Megabyte sowie mehr Zusatznutzen als die Vorgängermodelle. Vor diesem Hintergrund erweist sich das System mit „Speed7”-Technologie als zuverlässige und robuste Steuerung auch für anspruchsvolle Anwendungen. Neben den außergewöhnlichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten und -kapazitäten bietet das System einen weiteren Vorteil: Ob kompakte CPU oder voll ausgestattetes SPS-Automatisierungssystem, die „300S+”-Serie passt sich den unterschiedlichen Anforderungen und Applikationen an. Für besondere Flexibilität sorgen zum Beispiel passende Frontstecker für die integrierten I/O-Kanäle.
Die Technik mit hoher Ersatzteilverfügbarkeit über einen langen Zeitraum schafft die Voraussetzung für einen sicheren, reibungslosen Ablauf und einen störungsfreien Betrieb während der Produktion. Der Austausch und die Inbetriebnahme erfolgen während eines geplanten Stillstands, so dass die Produktion schnell wieder aufgenommen werden kann. Die Leistung und der Wirkungsgrad der Maschine werden erhöht, eine höhere Produktivität und Qualität erreicht und die Lebensdauer verlängert. Darüber hinaus wird eine Leistungssteigerung, höhere Produktivität und bessere Qualität erreicht. Die Wartungs- und Bedienerfreundlichkeit wird verbessert und die Gesamtlebensdauer der Maschine verlängert. Durch den Einsatz lüfterloser CPUs sinkt zudem der Energiebedarf der Steuerungstechnik. Gerade diese Flexibilität eröffnet interessante Perspektiven, wenn es darum geht, bestehende Lösungen zu ersetzen. Angesichts der aktuellen Veränderungen in der Automatisierungsbranche bietet sich damit eine kompatible Alternative, wenn es um das Retrofit bestehender Steuerungssysteme geht. Viele Geräteserien der marktbeherrschenden Hersteller sind seit vielen Jahren im Einsatz. Funktionalität, Verfügbarkeit, Praxiserfahrung oder Ersatzteilmanagement sprechen daher nicht nur aus Sicht vieler Betreiber und Instandhalter für eine Weiternutzung. Während in der automatisierten Produktion die Digitalisierung auf der Managementebene rasant voranschreitet, sind in den Maschinen und Anlagen vielfach noch ältere, teilanaloge Steuerungsgenerationen im Einsatz. Funktionalität, Verfügbarkeit, Praxiserfahrung, Ersatzteilmanagement und weitere Vorteile sprechen aus Sicht vieler Betreiber und Instandhalter dafür, diese weiter zu nutzen.
Für ein Retrofit des bestehenden Leitsystems gibt es mehrere Möglichkeiten, auch wenn der ursprüngliche Hersteller das System auslaufen lässt oder bereits abgekündigt hat. Darüber hinaus erfüllt das System hohe Anforderungen an ein intelligentes Speichermanagement, Datensicherheit und eine umfassende Kommunikationsfähigkeit über moderne Protokolle, zum Beispiel durch einen integrierten Ethernet-Anschluss und eine große Vielfalt an unterstützten Bussen. Eine Vielzahl von On-Board-Kommunikationsschnittstellen, darunter Ethernet, Profibus-DP und die serielle „RS485”, sowie optionale Erweiterungen stellen die Konnektivität und Integration in bestehende Netzwerke sicher. Generell sind die „300S+”-Steuerungen über Plattformen wie „Step7” und das TIA-Portal von Siemens oder über die „WinPLC7”-Software von Yaskawa programmierbar.
Ein schrittweise durchgeführtes Retrofit spart deutlich Kosten im Vergleich zu einer Neuanschaffung. Zudem sind meist nur kurze Produktionsstillstände nötig. Gleichzeitig wird aber die Qualität der Systeme erhöht und Funktionalität und Leistung erweitert. Nicht zuletzt profitiert auch der Arbeitsschutz von einer Modernisierung. Anwender, aber auch Maschinenbauer und Instandhalter profitieren mit dem Steuerungssystem „300S+” zum einen von einer höheren Sicherheit im gesamten Arbeitsumfeld und zum anderen von einer langfristigen Investitionssicherheit.
In einer Fertigungslinie eines Automobilwerkes wurden Yaskawa-Steuerungen mehrerer Generationen installiert. Der dezentrale Aufbau wurde mit CPUs, Kommunikationsprozessoren und Slaves der "VIPA 200V"-Familie und Kommunikationsprozessoren und Slaves der "Slio" -Serie mit den entsprechenden digitalen und analogen Signalmodulen realisiert. Die CPU-Familie „300S” verbindet die klassische kompakte 300er Bauform mit enormen Gewichtsvorteilen durch die integrierte „Speed7”-Technologie. Hinzu kommt die Schnittstellenvielfalt. Durch die durchgängige Programmierbarkeit mit „Step7”-Code und den „VIPA”-eigenen Programmiertools ist das System universell einsetzbar und jederzeit nachrüstbar.
Ein weiteres Praxisbeispiel stammt aus der Getränkeproduktion. Ein Abfüller alkoholfreier Getränke nutzte den Umbau und die Modernisierung seiner Abfüllanlagen, um mit aktueller Steuerungstechnik auch für zukünftige Anforderungen gerüstet zu sein. 140 digitale I/Os und 15 analoge Eingänge allein im Pasteurisierungs- und Abfüllbereich bewältigt die CPU „317SN/NET”. Auch die Anbindung weiterer dezentraler Meldebaugruppen über Profibus und die Visualisierungsanbindung über die integrierte Ethernet-Schnittstelle meistert die CPU. Während des gesamten Pasteurisierungsprozesses übernimmt die Steuerung die komplette Ansteuerung und Überwachung der Pumpen und Ventile sowie die Regelung der Temperaturen, die in einem eng begrenzten Toleranzbereich liegen. Ventile, Durchflussmesser, Leitwertmesser, Frequenzumrichter, Pumpen und die Visualisierung sind in den Steuerungs- und Regelkreis integriert. Die nachgeschaltete Abfüll- und Verpackungsanlage ist ebenfalls integriert. Zwischen Pasteur und Abfüllmaschine findet ein reger Datenaustausch mittels I/O-Kopplung statt. Automatisch SPS-gesteuert wandern die befüllten Gebinde weiter zu den Palettierern, werden dort vollautomatisch etikettiert und schließlich in einem ebenfalls von Yaskawa gesteuerten Folienwickler automatisch transportsicher verpackt. Die zusätzlichen Anforderungen im Kommunikationsbereich, wie beispielsweise erweiterte Prozessdatenkommunikation und Visualisierung, konnten die Steuerungen von Yaskawa bewältigen.
