Am besten dezentral: Nach diesem Grundsatz strukturiert ein international tätiger Hersteller von kundenspezifischen Verpackungsmaschinen die sicherheitsgerichtete Signalverarbeitung. Dabei setzt das Unternehmen auf die Safety Fieldbox von Schmersal.
Ob es sich um „Ein-Portion-Tütensuppen“ handelt, um den wachsenden Markt der Tiernahrung, um Shampoo-Flaschen oder um Fünf-Liter-Gebinde für die Gastronomie: Meypack mit Sitz im münsterländischen Nottuln projektiert und baut automatisierte Anlagen für die Sekundärverpackung von Lebensmitteln, Körperpflegeprodukten und anderen Konsumgütern für globale Player.
Die Anlagen werden immer kunden- und projektspezifisch konfiguriert – auf der Basis eines Modulsystems für Prozessschritte wie Gruppieren, Einlegen, Aufrichten, Palettieren… (Aufmacherbild). Neben dem Wunsch nach nachhaltigen Verpackungslösungen adressieren sie unter anderem den Trend, dass die Verpackungseinheiten immer hochwertiger werden. Außerdem wünschen die Hersteller und die Konsumenten möglichst transparente Verpackungen, die das Produkt sichtbar machen oder besser noch in Szene setzen. Meypack ist in diesem anspruchsvollen Markt seit fast siebzig Jahren erfolgreich tätig. Durch die Integration in die italienische Aetna Group im Jahr 2022 kann das Unternehmen zusätzliche internationale Märkte erschließen und von einer gruppeninternen Arbeitsteilung profitieren. Aetna steht weltweit für Standardanlagen, bei Meypack ist jede Anlage passgenau auf die individuellen Anforderungen abgestimmt.
Bild 02: Mit dem AZM 300 hat Schmersal eine hygienegerechte Sicherheitszuhaltung entwickelt.
Maschinensicherheit: Standardisierung an der Schutztür
Auch wenn – oder gerade weil – die Anlagen immer individuell sind, setzt Meypack auf der Funktions- und Komponentenebene auf eine immer stärkere Modularisierung und Standardisierung: So lässt sich Sondermaschinenbau wirtschaftlich darstellen. Das betrifft auch die Maschinensicherheit. Wo immer Schutztüren zugehalten werden, setzen die Meypack-Konstrukteure die Sicherheitszuhaltung AZM 300 von Schmersal ein (Bilder 02 und 03).
Der AZM 300 bietet u.a. den Vorteil der flexiblen Montage. Das außenliegende Drehkreuz des Zuhaltemechanismus vermeidet Toträume, in denen sich Schmutznester bilden können. Ein weiteres Merkmal dieser Sicherheitszuhaltung ist die hohe Schutzklasse IP 69 – sie ermöglicht eine gründliche Reinigung. Hierdurch eignet sich das AZM 300 besonders für die hohen Anforderungen hygienegerechter Anwendungen, die auch bei Sekundär- / Tertiärverpackungen zum Tragen kommen können, da die Anlagen für Folgeverpackungen oft in der gleichen Halle stehen wie die Primärverpackungsanlagen.
Bild 03: Bei Meypack ist der AZM 300 die Standard-Sicherheitszuhaltung
Modularisierung auch auf der Steuerungsebene
Auf der Ebene der sicherheitsgerichteten Kommunikation treibt Meypack ebenfalls die Modularisierung voran – mit der Safety Fieldbox von Schmersal (Bild 04), die den einfachen Anschluss von bis zu acht Sicherheitsschaltgeräten per Plug and Play ermöglicht. Über die universellen Geräteschnittstellen für achtpolige M12-Stecker kann der Anwender u.a. elektronische und elektromechanische Sicherheitszuhaltungen, Sensoren, Bedienfelder, Lichtvorhänge oder Schalter in den Sicherheitskreis integrieren. Dabei benötigen Sicherheitszuhaltungen oder auch Sicherheitslichtgitter nur einen M12-Steckplatz. Auch Bedienfelder mit Not-Halt-Funktion sowie bis zu drei nicht sichere Befehls- und Meldegeräte können direkt und ohne zusätzliche Hardware angeschlossen werden. Damit wird eine gute Grundlage für die Modularisierung der Sicherheitstechnik geschaffen – auch aus Kostensicht, denn diese universelle Geräteschnittstelle ist kostengünstiger als Einzelgeräte mit Busschnittstelle.
Bild 04: Die sicherheitsgerichteten Signale werden über die Safety Fieldbox dezentral gesammelt – das vereinfacht die Verdrahtung und Installation.
Zeit sparen und Flexibilität gewinnen
Jörg Peikenkamp, Teamleiter Elektrische Hardware Konstruktion und auch verantwortlich für die Geräteauswahl, erläutert den Grund für die Umstellung auf die Safety Fieldbox: „Ursprünglich haben wir die Signale – auch die sicherheitsgerichteten – in dezentralen Klemmenkästen gesammelt und von dort weitergeleitet. Auch die Not-Halt-Pulte haben wir einzeln bis in den Schaltschrank verdrahtet. Das erforderte hohen Aufwand, der bei den Safety-Feldboxen entfällt: Die Kollegen in der Elektromontage schließen einfach den Stecker an. Von dieser Zeitersparnis profitieren wir gleich mehrfach, weil wir die Anlage zunächst komplett in Nottuln montieren, testen und abnehmen und sie dann für den Transport zum Kunden in die Module zerlegen und vor Ort wieder aufbauen.“
Zudem profitieren die Konstrukteure – und beim Einsatz der Anlagen auch die Anwender – davon, dass die Sicherheitsschaltgeräte über die sicheren Ports der Safety Fieldbox individuell konfigurierbar sind. Zum Beispiel lässt sich einfach einstellen, ob potenzialfreie Kontakte ausgewertet werden sollen. Jörg Peikenkamp: „Das macht uns und die Maschinen variabler und flexibler.“
Vereinfachte Diagnose reduziert das Risiko von Maschinenstillstand
Ein weiterer Grund für den Einsatz der Safety Fieldbox ist aus Meypack-Sicht die verbesserte Transparenz. Ein integrierter Digitaleingang an jedem Gerätesteckplatz erlaubt die Auswertung der Diagnosesignale aller angeschlossenen Sicherheitsschaltgeräte. Neben den sicherheitsgerichteten werden dann auch die betriebsmäßigen, z.B. für die Diagnose erforderlichen Signale gesammelt und übertragen. Diese Informationen kann Meypack bzw. der Anwender der Maschine unter anderem nutzen, um Unregelmäßigkeiten wie etwa einen Versatz der Schutztür zu erkennen und somit ein vorzeitiges Eingreifen im Servicefall zu ermöglichen. Ebenso kann der Zustand der Not-Halt-Schalter überwacht werden. Diese Transparenz erhöht die Verfügbarkeit der Anlage und senkt das Risiko von Stillständen.
Solche Funktionen nutzt Meypack. Sie waren auch ein Grund für die Umstellung von Klemmenkästen auf die Safety Fieldbox, und sie überzeugen die Kunden. Jörg Peikenkamp: „Vor zwei Jahren haben wir die ersten Feldboxen erprobt – zunächst intern. 2024 haben wir den ersten Kunden das Konzept vorgestellt, und das Echo war sehr positiv. Seit diesem Jahr setzen wir die Safety Fieldboxen als Standard in allen Maschinen ein.“
Beispiel: Verpackungsanlage für Tütensuppen
Ein aktuelles Beispiel für das neue Konzept der Maschinensicherheit ist eine vollautomatisierte Anlage für die Verpackung von Tütensuppen (Bild 05). Die Tüten werden der Maschine über mehrere Förderstrecken bereitgestellt, auf einem Förderband zusammengeführt und aufgefächert. Parallel dazu wird ein Karton bereitgestellt und aufgerichtet. Die nächste Arbeitsstation stellt die Tüten aufrecht in den Karton, der dann verschlossen wird. So entsteht eine Transportverpackung, die im Einzelhandel nur geöffnet werden muss und als aufmerksamkeitsstarker Aufsteller dient.
In dieser Anlage sind fünf Safety-Fieldbox-Einheiten verbaut (siehe Bild 04). Angeschlossen sind u.a. zwanzig Sicherheitszuhaltungen vom Typ AZM 300 (siehe Bilder 02 und 03), elf Not-Halt-Taster und ein Sicherheitslichtvorhang. Bei der Mehrzahl der auch untereinander verbundenen Feldboxen sind alle Geräteanschlüsse belegt.
Bild 05: In dieser Anlage für die Verpackung von Tütensuppen übernehmen fünf Safety-Fieldbox-Einheiten die Anschaltung von insgesamt 33 Sicherheitsschaltgeräten
Maschinen- und Prozesssicherheit: Zuhalten statt nur überwachen
Typisch nicht nur bei dieser Anlage ist die Absicherung sämtlicher Schutztüren über eine Sicherheitszuhaltung. Jörg Peikenkamp: „Der Grund dafür ist nicht immer die Maschinensicherheit, d.h. eine gefährliche Nachlaufbewegung. Unabhängig davon möchte der Anwender nicht, dass der Prozess unterbrochen wird, weil der Bediener eine Schutztür öffnet. Gerade bei Anlagen mit hohem Durchsatz kann ein Neustart Zeit kosten oder manuelle Aufräumarbeiten erfordern. Deshalb verwenden wir fast immer Zuhaltungen: Das steigert die Produktivität der Anlagen.“
Im Trend: Transparenz, Vereinfachung und Dezentralisierung
Auffällig an den Meypack-Anlagen ist die Transparenz an der Mensch-Maschine-Schnittstelle: Die Not-Halt-Taster sind beleuchtet, der Schaltzustand der Sicherheits-Schaltgeräte gut erkennbar. Das vereinfacht die Bedienung und eben das ist ein wichtiges Ziel der Konstrukteure. Jörg Peikenkamp: „Die Anlagen werden immer komplexer. Sie werden zum Beispiel um Module für die Prüfung auf Vollständigkeit, Integrität oder Dichtheit ergänzt. Die – häufig individuelle – Kennzeichnung spielt ebenfalls zunehmend eine Rolle“.
Auch deshalb vereinfacht und dezentralisiert Meypack die Bedienung und die Signalauswertung sowie die Kommunikation der nicht sicherheitsgerichteten Funktionen – durch den Einsatz von E/A-Modulen, Netzwerktechnik und offenen Standards wie IO-Link. Die Konsequenz: Der Schaltschrank wird deutlich kleiner, der Aufwand für die Elektroinstallation geringer. Der Einsatz der Safety-Fieldboxen von Schmersal unterstützt dieses Konzept auf der Ebene der Maschinensicherheit.
Text-/Bildquelle: Schmersal
