Automatisierungs-Upgrades halten den Käsehersteller auf dem Laufenden

Von Mike Santora | 14. Juli 2023

Abbildung 1: Pacific Cheese betreibt eine Vielzahl automatisierter Anlagen zur Verarbeitung und Verpackung von Käse in vielen verschiedenen Größen und Ausführungen für große Einzelhändler und Gastronomiekunden. Maximale Verfügbarkeit und Flexibilität sind der Schlüssel zum Erfolg.

Als die Pacific Cheese Company erkannte, dass ihre stark manuellen Altsysteme den Durchsatz einschränkten und Produktwechsel zeitaufwändiger machten, wussten sie, dass es Zeit für Upgrades war. In anderen Fällen bedeutete die Installation neuer und verbesserter Ausrüstung an der Produktionslinie – oder das Hinzufügen zusätzlicher Produktionslinien –, dass vor- und nachgelagerte Systeme modernisiert werden mussten, um potenzielle Produktionssteigerungen voll auszuschöpfen.

Durch die Standardisierung auf einen bewährten und benutzerfreundlichen Automatisierungsanbieter konnte das Team alle diese Upgrades reibungslos und kostengünstig durchführen. Darüber hinaus konnten sie dank verbesserter Technologie ein besseres Bedienererlebnis bieten und bessere Hygiene- und automatische Betriebsfunktionen sowie Diagnosefunktionen hinzufügen, um die Produktion auf Hochtouren zu halten.

Großer Käse, kleine Kontrollen Pacific Cheese verarbeitet und verpackt Käse für große Einzelhändler und Gastronomiekunden. Bei den meisten Produkten handelt es sich um Blöcke und Beutel unterschiedlicher Größe, die jeweils spezifische Anforderungen an die Verarbeitung und Etikettierung stellen. Die Größe von Einzelhandelsprodukten kann zwischen acht Unzen und zwei Pfund variieren, während Lebensmittelservice-Produkte fünf oder sogar zehn Pfund wiegen können. Zur Durchführung dieser Arbeiten sind verschiedene Geräte erforderlich (Abbildung 1).

Abbildung 2: Durch die Standardisierung auf AutomationDirect Productivity1000-SPS hat die Pacific Cheese Company viele Nachrüstungen und Upgrades der Automatisierung durchgeführt und gleichzeitig die Anzahl der zu spezifizierenden und zu lagernden Teile minimiert.

Obwohl die ursprünglichen Produktionslinien eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) verwendeten, die mit einem Motor Control Center (MCC) verbunden war, gab es auch fest verdrahtete Relaislogik, und das Unternehmen verfügte weder über die Software noch über die Fähigkeit, auf die alte SPS zuzugreifen. Es gab kein HMI zur Bereitstellung von Status- und Steuerungsoptionen, und die Bediener mussten viele Aufgaben manuell ausführen.

Das bestehende System blieb häufig ohne ersichtlichen Grund und ohne Alarmfunktion stehen, sodass das Wartungspersonal nach möglichen Ursachen suchen musste. Änderungen der Bandgeschwindigkeit und Zeitanpassungen, die für wechselnde Produktgrößen erforderlich sind, mussten ebenfalls vom Wartungspersonal durchgeführt werden, häufig mithilfe eines Potentiometers mit variablem Frequenzantrieb (VFD). Da die Schneidfunktionen größtenteils manuell erfolgten, konnte die Verpackungsanlage ohnehin nur so schnell laufen, wie diese Vorgänge durchgeführt werden konnten.

Für eine bessere Flexibilität und Leistung waren einige Änderungen erforderlich. Ein neuer Schnellschneider und eine neue Schlauchbeutelmaschine wären Teil der Lösung. Außerdem würde eine dritte Produktionslinie für die Handhabung größerer Beutel hinzugefügt, für die die Synchronisierung der zugehörigen Förderbänder, Mischtrommeln, eines Aktenvernichters und anderer Geräte erforderlich wäre. Es war klar, dass die neuen Durchsatz- und Produktionskapazitäten mit den alten Steuerungen einfach nicht ausreichend bedient werden konnten.

Bereitstellung neuer Automatisierung Hygiene ist ein wichtiger Aspekt, da Pacific Cheese in der Regel zwei aufeinanderfolgende Produktionsschichten und dann eine dritte Hygieneschicht durchführt. Das neue Design musste die Ausfallzeiten minimieren, da die Produktionskapazität bereits vollständig ausverkauft war.

Ihr Team sammelte zunächst an einem Standort für ein einzelnes Projekt Erfahrungen mit AutomationDirect-Produkten und erzielte hervorragende Ergebnisse.

Pacific Cheese hat im Allgemeinen auf die stapelbare Mikro-SPS Productivity1000 als Standard gesetzt, die alle benötigten Steuerungs-, Datenspeicher-, E/A- und Kommunikationsfunktionen in einem kompakten Formfaktor bietet und sich leicht in vorhandene Schränke nachrüsten lässt (Abbildung 2).

In Kombination mit einem C-more HMI kann es nun ein neues Maß an Funktionalität in seiner Anlage bereitstellen. Das Unternehmen konnte das bestehende MCC oft umfunktionieren und in die neuen Steuerungen integrieren, was zu erheblichen Einsparungen bei der Installation und Inbetriebnahme führte.

Abbildung 3: Das neue Automatisierungssystem nutzt in großem Umfang ein AutomationDirect C-more HMI, damit Bediener den Gerätestatus visualisieren, Warnmeldungen erhalten und notwendige automatische, manuelle und Hygienefunktionen ausführen können.

Ein Automatisierungs-Upgrade bringt viele Vorteile mit sich Der Grundgedanke für das neue Automatisierungs-Upgrade bestand darin, bestehende Funktionen zu ersetzen, aber das Team ging weit über dieses ursprüngliche Ziel hinaus. Für die zuvor genannten Produktionslinien wurde eine SPS zur Steuerung und Orchestrierung aller drei Produktionslinien verwendet.

Normalerweise laufen die Linien komplett automatisch. Wenn jedoch eine Linie angehalten wird, können Bediener die Ausrüstung jetzt manuell über das HMI steuern, um eine Linie für den Betrieb bereitzustellen (Abbildung 3). Es gibt eindeutige HMI-Meldungen wie „Waiting for Scale“ und „Scale Override“. Die vom Schredder verbrauchten Ampere werden angezeigt, damit Bediener den Betrieb überwachen und feinabstimmen können, und einige Geräte verwenden die Amperewerte, damit die SPS die richtige Menge zuführen kann Menge der Zutaten kontrolliert dosieren.

Ein neuer Hygienemodus lässt die Linie 90 Minuten lang langsam laufen und verfügt über einen ausziehbaren Countdown-Timer, sodass die Besatzung für eine ordnungsgemäße Reinigung guten Zugriff auf die Ausrüstung hat und den Zeitplan einhält. Außerdem müssen sie nicht daran denken, die Anlage anzuhalten, was Energie spart.

Das Pacific Cheese-Team musste die Lernkurve beim Entwerfen und Programmieren eigener Systeme bewältigen. Möglich gemacht haben dies jedoch die zugänglichen und benutzerfreundlichen SPS- und HMI-Produkte sowie die zugehörigen Supportressourcen. Jetzt haben sie ihr eigenes Schicksal in Bezug auf die Modernisierung veralteter Automatisierungssysteme in der Hand und dank ihrer internen Programmierfähigkeiten können sie den Betrieb auf Dutzende Arten verbessern, basierend auf dem, was ihr Team und ihre Bediener wissen, lernen und brauchen.

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