Retrofit für die Textilindustrie

Was sind die Herausforderungen in der Textilverarbeitung und speziell bei Ihrem Kunden in Honduras?
Stefan Saam: Bei der Verarbeitung von Textilschlauchbahnen ist neben der Stoffqualität selbst auch die Abmessung der exakten Stoffbreite/-dichte für die Weiterverarbeitung von großer Bedeutung – und letztlich auch ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Unser Kunde in Honduras hatte bislang vergeblich versucht, die Stoffbreite mit verschiedenen Technologien zu messen. An einigen Anlagen erfolgte die Breitenmessung sogar noch manuell durch das Bedienpersonal.
Günter Schäfer: Dieser manuelle Arbeitsschritt ist in vielerlei Hinsicht problematisch: Um die meterlangen Stoffbahnen überprüfen und bei Bedarf Anpassungen vornehmen zu können, muss das Personal oftmals in die mehr als mannshohen Anlagen steigen. Beengte Platzverhältnisse und aufsteigende Dämpfe erschweren die Arbeit zum Teil sehr. Anders als bei komplett digital gesteuerten Messvorgängen erfolgt die Überprüfung der Stoffbreite hierbei rein punktuell und es findet keine Protokollierung über den gesamten Prozessverlauf statt, aus der sich im Nachgang Rückschlüsse über die Stoffqualität ziehen lassen.

Was waren die Anforderungen dieses speziellen Projekts?
Günter Schäfer: Bei der Anlage in Honduras haben wir zahlreiche ältere serielle speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) im Einsatz. So bestand die größte Herausforderung darin, eine geeignete Retrofit-Lösung zu finden, mit der sich Prozessdaten über eine serielle Schnittstelle in die SPS übertragen lassen. Außerdem sollten in dieser Anlage die unterschiedlichen Stofffarben und -breiten bis 1.200 mm mit einer Genauigkeit von +/- 4 mm gemessen werden.
Stefan Saam: Bei der Suche nach einem geeigneten Partnerunternehmen für die Realisierung dieses Projekts hat Pepperl+Fuchs schnell das Rennen gemacht: Als einziger Anbieter präsentierte uns der Mannheimer Automatisierungsspezialist eine passende Lösung, mit der moderne Sensorik in ältere Steuerungen integriert werden kann. Überzeugt hat uns aber auch der weltweite Support durch Spezialisten aus dem Bereich industrieller Kommunikation in Amerika sowie einem agilen internationalen Vertriebsnetz, das uns und dem Kunden in Honduras rund um die Uhr zur Verfügung steht.

Wie genau sieht diese Lösung aus?
Johannes Danek: Aufgrund von Dämpfen in der Anlage und den unterschiedlichen zu erkennenden Stofffarben kamen Komponenten auf Reflexions- oder Kamerabasis für uns nicht infrage. Stattdessen haben wir auf das messende Lichtgitter LGM8 mit IO-Link-Schnittstelle gesetzt, das auf einem zuverlässigen Sender-Empfänger-Prinzip basiert. Dieses kann Stoffbreiten bis zu 2.100 mm auf 4-mm-Genauigkeit über eine interne Strahlauskreuzung messen. Wir mussten also einen Weg finden, die IO-Link-Daten in die bestehende serielle Steuerung von SETEX bidirektional zu übertragen. Mit Hilfe von industriellen Kommunikationskomponenten hat SETEX nun die Möglichkeit, Bestandsmaschinen mit bis zu acht verschiedenen IO-Link-Teilnehmern gleichzeitig auszustatten.

Wie ist es gelungen, die serielle Kommunikation mit dem zeitgemäßen IO-Link-Standard zu verbinden?
Johannes Danek: An dieser Stelle kommen unsere seriellen Gateways der Serie DeviceMaster™ ins Spiel, mit denen die Übertragung serieller Gerätedaten an übergeordnete Ethernet- oder Industrial-Ethernet-Netzwerke wie EtherNet/IP™, MODBUS TCP oder PROFINET erfolgen kann. Für die Lösung von SETEX bedeutet dies konkret, dass die gesammelten IO-Link-Prozessdaten in Form eines seriellen Modbus-RTU-Protokolls auf direktem Weg in die Steuerung des Kunden übermittelt werden. Über den IO-Link-Master der Serie ICE2 lassen sich bis zu acht IO-Link-Geräte oder herkömmliche Module mit Binäreingängen/-ausgängen gleichzeitig an die Steuerung anbinden. Das hat den Charme, dass gleich mehrere Geräte parallel über eine zentrale Schnittstelle parametriert und überwacht werden können.

Welche positiven Effekte zeigen sich durch den Einsatz der Lösung?
Stefan Saam: Der textilverarbeitende Sektor ist nicht mit anderen Industrien wie etwa der Automobilbranche vergleichbar und die Kennzahlen hängen von vielerlei Faktoren ab. Alleine die Bindungsart eines Gewirks und das Garn ergeben schon so hohe Toleranzen, die sich aufgrund von chemischen und thermischen Reaktionen im Prozessverlauf immer wieder verändern. Aktuell werden die Lichtgitter zur Breitenmessung bei thermischen Krumpfprozessen eingesetzt, wobei es auf die Materialdichte und das Gewicht ankommt. Bei diesem Vorgang wird das Gewebe professionell geschrumpft, was einem späteren Einlaufen beim Waschen vorbeugt und für eine lange Formbeständigkeit des Materials sorgt. Die Textilbreite muss dabei ständig überwacht werden, damit später die Schablone zum Ausstanzen noch passt. Es ist also die Kombination von Krumpf und Breite, die es in den Anlagen automatisch zu regeln gilt. Je nach Artikel lassen sich die Qualität und vor allem die Reproduzierbarkeit um 10 % optimieren.

Sehen Sie noch weiteres Optimierungspotenzial?
Günter Schäfer: Derzeit haben wir die 2-D-Vision-Sensoren der VOS-Reihe testweise im Einsatz, um Löcher in der Ware automatisiert detektieren zu können. Auch dieser wichtige Schritt in der Qualitätskontrolle erfolgt bislang von Hand und ist entsprechend zeitaufwändig, da auch das Fehlerprotokoll manuell in eine Datenbank eingegeben wird. Herr Danek konnte bislang für jedes Problem geeignete Vorschläge und Sensorlösungen für Testaufbauten bereitstellen und auch die jüngsten Testergebnisse sind sehr vielversprechend, sodass wir für die Zukunft noch großes Potenzial sehen – auch was die Zusammenarbeit mit Pepperl+Fuchs betrifft.