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Fachartikel
01.08.2008 | KEM - Informationsvorsprung für Konstrukteure | Ausgabe: 2008/008

Hauchdünn – extrem wirksam


Die große Umrichter- Produktfamilie von Mitsubishi Electric bietet mit vier Geräteserien eine bedarfsgerechte Lösung für alle Antriebsaufgaben
Exklusiv in KEM Der Autor Michael Orant ist tätig im Business Development bei der Mitsubishi Electric Europe B.V., Ratingen
Die ERO Montage und Anlagenbau GmbH aus Herrnhut in Ostsachsen plant, baut und liefert maßgefertigte Apparate und Anlagen für die Galvano- und Oberflächentechnik. Modulare Steuerungen und Frequenzumrichter eines japanischen Anbieters gewährleisten den sicheren Betrieb der voll automatisierten Anlagen.

Die Eigenschaften von Bauteilen sind maßgeblich durch ihre Oberfläche bestimmt. Diese schützt das Material zum Beispiel vor Korrosion und Verschleiß oder verleiht ihm ein dekoratives Aussehen. Produkte aus Massenwerkstoffen wie Stahl, Alumi- nium, Messing, Zink oder Kunststoff werden den Anforderungen oft nur gerecht, wenn sie mit einer manchmal nur wenige Mikrometer dünnen Metallschicht, etwa aus Chrom, Kupfer, Nickel, Zink, Zinn, Silber oder Gold, überzogen sind.

Ein Grundverfahren der Beschichtungstechnik ist die chemische oder elektrochemische Behandlung der Bauteile in wässrigen Metallsalzlösungen, ergänzt durch vor- und nachgeschaltete Bäder, in denen weitere Prozessschritte wie das Reinigen, Entfetten oder Versiegeln ablaufen. Die Veredelung der Oberflächen erfolgt in der Galvanotechnik, die ihren Namen dem italienischen Naturforscher Luigi Galvani (1737 bis 1798) verdankt, meist mit Hilfe des elektrischen Stroms. Ein wichtiger Absatzmarkt der neben Industrie- und Gewerbebetrieben vor allem durch mittelständische Lohn- und durch Betriebsgalvaniken geprägten Branche ist die Automobilindustrie. Ein serienmäßiges Kraftfahrzeug enthält etwa 3000 galvanisierte Bauteile.

Spezialist für Oberflächentechnik

Die ERO Montage und Anlagenbau gehört zu den führenden Herstellern von umweltgerechten Anlagen und Komponenten zum Galvanisieren, Eloxieren, Brünieren, Phosphatieren und Oberflächenbeschichten in Deutschland. Das im Jahr 1993 gegründete Unternehmen, das über 30 Mitarbeiter beschäftigt, bietet eine vollständige Produktpalette für die Oberflächentechnik – vom einzelnen Behälter bis zur Erstellung eines schlüsselfertigen Industriebauwerks. Das Lieferprogramm umfasst auch Anlagen zur Wasseraufbereitung, zur Abwasserbehandlung sowie zum Be- und Entlüften von Galvanisierbetrieben. Zu den Kunden zählen renommierte Unternehmen unterschiedlichster Größen und Branchen, neben Dienstleistern zum Beispiel Firmen aus der Automobil-, Bahn- und Luftfahrtindustrie oder Hersteller von Gebrauchsgütern und Industrietechnik. Nicht zuletzt die strengen Qualitätskriterien dieser Hochtechnologiebranchen erfordern heute voll automatisierte und flexible Produktionseinheiten, die sowohl in der Lohngalvanik mit ständig wechselnden Teilespektren als auch in der Betriebsgalvanik eine wirtschaftliche Beschichtung mit hohem Durchsatz und stets gleichbleibender Qualität gewährleisten. Um die Anforderungen an ein Qualitätssicherungssystem nach der internationalen Norm DIN EN ISO 9000 zu erfüllen, ist es notwendig, in den einzelnen Prozessstufen konstante Bedingungen einzuhalten. Denn Badparameter, wie Temperatur, Stromdichte und Elektrolytkonzentration, die Verweildauer der Bauteile in den Prozessbädern oder die Spülkriterien, beeinflussen die Güte der erzeugten Oberflächen. Zudem ist eine lückenlose Protokollierung der einzelnen Produktionszyklen vorgeschrieben und somit ein durchgängiger Informationsfluss von der Feld- bis in die Leitebene unerlässlich.

Flexible Steuerungstechnik

Kernstück der von ERO gebauten Anlagen ist die vielseitige Automatisierungsplattform „Melsec System Q“ von Mitsubishi Electric, die bis zu vier Prozessoren für unterschiedlichste Steuerungs- und Kommunikationsaufgaben auf einem Baugruppenträger vereinigt. Sie steuert die einzelnen Teile der Anlage, wie zum Beispiel Förder- und Dosiertechnik, Gleichrichter, Heiz-, Kühl- und Lüftungssysteme, Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung, über das Feldbussystem Profibus-DP (dezentrale Peripherie) und ist mit den Rechnern in der Leitebene über ein Ethernet-Netzwerk verbunden. Die modularen Steuerungen sind mit den leistungsstarken SPS-Multiprozessortypen Q06HCPU und Q12HCPU ausgestattet, die auch für komplexe Automatisierungsaufgaben ausreichend Programmspeicher (für 60 000 bzw. 124 000 Programmschritte) und eine schnelle Befehlsverarbeitung (Zykluszeit 0,034 ms pro logischer Anweisung) bieten. Der maßgeschneiderte Ausbau der Steuerungen erfolgt mit anlagentypischen Erweiterungs- und Funktionsmodulen, darunter Analogausgänge, digitale Ein- und Ausgänge, Ethernet- und Profibus-Master-Module. Die Produktpalette umfasst nahezu 100 verschiedene E/A-, Sonder- und Netzwerkmodule. Programmiert wird die SPS, wie alle kompakten und modularen Steuerungen von Mitsubishi Electric, mit der Programmiersoftware „GX IEC Developer“ nach internationalem Standard IEC 61131–3 (Funktionsbaustein, Kontaktplan, Anweisungsliste, strukturierter Text, Ablaufsteuerung).

ERO stattet seine Anlagen bereits seit vielen Jahren mit Steuerungen von Mitsubishi Electric aus. Damals suchte das Unternehmen eine zuverlässige und flexible Technik für seine kundenspezifischen Systemlösungen. Nach einer eingehenden Marktanalyse fiel die Entscheidung für die Steuerung „Melsec QnA“, der Vorgängerserie der System Q. Auch die Fördertechnik der Galvanisierbäder stützt sich heute auf Automatisierungskomponenten. Dort kommen Frequenzumrichter der Kompaktgeräteserie FR-E540 und der vor allem für Pumpen- und Lüfterantriebe entwickelten Baureihe FR-F740 im Leistungsbereich zwischen 0,4 und 22 kW zum Einsatz.

Transparente Produktion

Zentrale Elemente der Leittechnik sind die von ERO speziell für Galvanikbetriebe entwickelten Softwaremodule „Erodat“, „Erovis-Pro“ und „Erogal“, die auf handelsüblichen Personalcomputern unter Microsoft Windows laufen. Das Programm Erodat verwaltet alle Prozess- und Produktionsdaten. Die Datenbank erschließt von den Ereignis- und Fertigwarenprotokollen über die Artikel-, Kunden- und Technologiestammdaten bis zu den Schichtergebnissen und der Rechnungsstellung den gesamten Datenbestand eines Galvanowerks. Die Visualisierungssoftware Erovis-Pro sorgt für den nötigen Durchblick. Sie informiert über aktuelle Anlagenzustände und bietet Zugriff auf das Ereignisprotokoll. Das Programm Erogal optimiert den Warenfluss. Auf Grundlage der artikelspezifischen Technologiestammdaten wird bereits bei der Warenaufgabe der günstigste Transportweg durch das Werk bestimmt und die einzelnen Jobs an die Steuerung der jeweiligen Anlage übergeben. Damit sind alle Funktionsabläufe, Prozess- und Produktionsdaten von der Quelle bis zum Management transparent.

Die leistungsstarke Kombination aus modularer Steuerungs- und Visualisierungstechnik bietet flexible Lösungen für alle Aufgaben rund um die Errichtung und Modernisierung von Lohn- und Betriebsgalvaniken. Die fortschrittliche Technik ermöglicht eine vollautomatische Produktion mit hohem Teiledurchsatz und durchgängiger Qualitätssicherung. Neben Produktivität und Prozesssicherheit verbessert sie auch die Arbeitsbedingungen und den Schutz von Mensch und Umwelt. Der automatisierte Produktionsablauf ersetzt körperliche Schwerstarbeit und vermeidet gesundheitsgefährdende Einwirkungen durch Arbeitsstoffe. Die Anlagen arbeiten nahezu geruchlos und gereinigte Galvanikabwässer können gefahrlos in öffentliche Gewässer eingeleitet werden.

www.kem.de

Steuerungen Melsec KEM 471

Frequenzumrichter KEM 472


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