Kostensenkung durch Dezentralisierung mit DESINA®
Aussenverzahnungs-Schleifmaschine. Kapp GmbH, Coburg, Deutschland
Die KAPP-Gruppe mit Hauptsitz in Coburg ist ein weltweit führender Hersteller von Werkzeugmaschinen und hat sich auf Verzahnungs- und Profilschleifmaschinen spezialisiert. Der Schwerpunkt liegt in der Feinbearbeitung von Verzahnungen.
Installationskonzept
dezentraler Anlagenaufbau
Bei der Installation der Kapp-Maschinen wird das DESINA® Konzept konsequent umgesetzt. Durch die Dezentralisierung der Automatisierung konnten viele Komponenten aus dem zentralen Schaltschrank in die Feldinstallation übernommen werden und dezentrale Klemmenkästen auf ein Minimum reduziert werden.
Die Installationstechnik für die Kommunikation wurde mit ausgewählten Komponenten des Han-InduNet® Installationssystems realisiert.
Dezentrale Peripheriegeräte
SIMATEC® ET 200X DESINA®
Als dezentrales Peripheriegerät wird die SIMATIC® ET 200X DESINA® mit der Han-Brid® Hybridfeldbussteckverbindung eingesetzt. Durch den Einsatz von LWL/Cu Hybridleitungen (violette Leitung) für die Signal- und Steuerleitungen vereinfacht sich der Verdrahtungsaufwand. Die Datenkommunikation für den PROFIBUS® - DP wird über Kunststoff-Lichtwellenleiter (POF) geführt. Damit ist eine störungsfreie Signalübertragung gewährleistet. Die Steuerspannung (24V) ist zweifach ausgeführt, um die Spannungs-versorgung für die Modulelektronik und Sensorversorgung zu übernehmen sowie eine separate Abschaltung von Aktoren im NOT-AUS-Fall zu realisieren. Der Anschluss der dezentralen Peripheriegeräte erfolgt über vorkonfektionierte Leitungen mit standardisierten Han-Brid® Steckverbindern. Dies bedeutet in der Praxis eine Verringerung der vorhandenen Schnittstellen und eine Reduzierung der Fehlerquellen.
Der Anschluss der Sensor-/und Aktorleitungen auf die IP 67 Feldbusbaugruppen erfolgt bei Kabellängen von mehr als 3 Metern über M12 Rundsteckverbinder mit der HARAX® Schnellanschlusstechnik. Damit lässt sich eine schnelle Vor-Ort-Konfektion der Signalleitungen durchführen.
Optische Netzwerkkomponenten
Media Converter MCP12P
Zum Aufbau des optischen PROFIBUS® - DP Netzwerkes wird der HARTING Media Converter MCP12P eingesetzt. Im Gerät erfolgt die Umsetzung des elektrischen Profibussignales von der Steuerung auf zwei optische Datenkanäle mit standardisierter
Han-Brid® LWL-Schnittstelle. Gleichzeitig wird der Media Converter als Wanddurchführung eingesetzt. Die aufgelegte 24V Spannungsversorgung speist sowohl die Modulelektronik als auch die angeschlossenen Hybridleitungen zu den weiteren Feldbusteilnehmern. Eine automatische Datenratenerkennung bis 12 Mbit/s sorgt für einen problemlosen Betrieb des PROFIBUS®.
Klemmenkasten mit Media Converter MCP12 als Wanddurchführung
Die noch vorhandenen Klemmenkästen mit IP 20 - Feldbusmodulen werden mit Hilfe des Media Converters in das vorhandene optische Profibusnetzwerk integriert. Die hohe Schutzart des Gerätes
(IP 65) bietet einen sicheren Einsatzfall für die rauhe Industrieumgebung.
Durchgängige Steckbarmachung von Antrieben und Pumpen
Steckbarmachung von Pumpen
Das DESINA® Konzept sieht für die Maschineninstallation und den Service eine Steckbarkeit aller Komponenten vor. Dazu zählt auch die Steckbarmachung von Motoren nach dem Industriestandard
Han® 10E. Die Motoren sind über das gewinkelte Motoranschlussgehäuse Han-Drive® steckbar ausgeführt, welches den Klemmkastendeckel ersetzt. Die Stern- bzw. Dreiecksbrücken werden im Anschluss-steckverbinder realisiert. Dadurch ist ein schneller Wechsel eines Motors im Störungsfall sichergestellt um die Produktionsausfallzeiten zu minimieren. Die nebenstehende Abbildung zeigt die Pumpen der Kühlschmierstoffanlage.
Kostenbetrachtung
grafische Darstellung der Kostenbetrachtung
Einer der Grundgedanken von DESINA® ist die Verringerung der Gesamtkosten einer Maschine unter Berücksichtigung des Materialeinsatzes, der Installation und der Instand- und Lagerhaltung. Für eine Verzahnungsschleifmaschine hat die Firma Kapp folgende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung erstellt:
Die Materialkosten sind zwar um 15% gestiegen, dagegen konnten die Installationskosten um 41% gesenkt werden. Für die betrachtete, kompakte Schleifmaschine ergibt sich bereits ein Einsparpotential an Material- und Installationskosten von knapp 10%. Zusätzlich wurden erweiterte Diagnosefunktionalitäten der dezentralen Feldbusbaugruppen ohne Mehrkosten realisiert. Gleichzeitig wurde der Platzbedarf für Unterverteilungen um 40% gesenkt. Bei der Kostenbetrachtung wurden zusätzliche Einsparungen durch die Reduktion der Komponentenvielfalt, vereinfachten Service durch verbesserte Diagnose und die Vermeidung von Installationsfehlern nicht berücksichtigt.
Das Ergebnis zeigt, dass bei der Gesamtbetrachtung aller Kosten das DESINA® Konzept für die Standardisierung und Dezentralisierung bei der Installation von Maschinen und Anlagen die erforderlichen Einsparungen erzielbar sind.