Etwa ein Drittel aller weltweit verwendeten Aromen entstehen in Dosieranlagen von Fricke. Bei jeder Entwicklung drehen die Mindener an der Standardisierungsschraube. Für antriebstechnische Aufgaben nutzt Fricke die Servoregler i700 von Lenze. Aufgrund ihrer Spezifikationen sind diese Antriebsregler weltweit und für nahezu alle Antriebsmotoren einsetzbar.
Ein Parfüm ist eine Komposition aus verschiedenen Zutaten, den Duftstoffen. Aus wie vielen Einzelingredienzen und Mischungsanteilen so ein Duft besteht, bleibt das Geheimnis der Hersteller. Alles andere als ein Geheimnis ist, dass diese Unternehmen im internationalen Markt effizient und mit präziser Wiederholgenauigkeit arbeiten müssen. Fricke Abfülltechnik gehört in diesem Segment zu den Weltmarktführern: Die Mindener sind bei der Entwicklung ihrer Anlagen kompromisslos beim Standardisieren und Weglassen von allem, was nicht wirklich notwendig ist.
Portalsystem mit Mehrachsservoreglern
Diese asketische Herangehensweise bei der Konstruktion und der technischen Ausstattung von Dosieranlagen bringt gerade für die an die Kreation angegliederten Musterlabore Vorteile mit sich. Zum einen sind die Anlagen weniger komplex – damit kleiner und im Rahmen von Wartungen leichter durchschaubar. Zum anderen macht der Platzgewinn es möglich, eine größere Zahl an Komponenten in einem Modul unterzubringen.
Mit der Laborabfüllanlage Dosingstar hat Fricke eine platzsparende Laboranlage entwickelt, die in maximaler Ausbaustufe mit acht Modulen bis zu 800 Komponenten in höchster Präzision automatisiert in Batches dosiert. Die Genauigkeit für Mischungen bis zu einem Volumen von 1000 ml liegt in einem Toleranzfenster von ±3 mg. Die kleinste Dosiermenge gibt Fricke mit 5 mg an – was dem Zehntel eines gewöhnlichen Regentropfens entspricht.
Ob großvolumig oder Kleinstmenge: Bei der Dosingstar kommt nicht das Produkt zum Behälter, sondern der so genannte Batchbecher aus Edelstahl zum Dosierventil des Vorratsbehälters – dieser wird exakt darunter positioniert. In welcher Reihenfolge die Rezeptur abgearbeitet wird, legt eine Rechenlogik fest. Auf diese Weise lassen sich eilige Aufträge dazwischenschieben und Dosierabläufe zeitlich optimieren. Beim Positionieren sind die Becher Teil eines kompletten Dosiermoduls, das sowohl eine hochgenaue Waage als auch einen Elektromagneten zum Öffnen und Schließen des Behälterventils enthält. Das Ganze ist mit einem dreidimensionalen Portalsystem verbunden – angetrieben von Mehrachsservoreglern der Reihe i700 von Lenze.
Die Umsetzung der rotativen Motorbewegung in eine lineare Form realisiert Fricke mit Zahnriemenmodulen. „Kugelumlaufspindeln sind im Ex-Bereich nicht verwendbar“, erklärt Mario Markmann, Leiter Elektrotechnik bei Fricke. „Jede Komponente im Ex-Bereich kostet richtig Geld – vor allem, wenn wir noch einen Multiplikatoreffekt haben.“ Etwa die Hälfte aller Anlagen müssen nach den Atex-Richtlinien gefertigt werden. Die Mindener haben sich deshalb intensiv Gedanken darüber gemacht, wie sich Aufgaben mit weniger Technik geschickter bewältigen lassen.
Standardisierung im Ex-Bereich
In einer Dosingstar sind bis zu acht Dosiermodule mit jeweils zwei servomotorischen Positioniereinheiten unterwegs. Dazu kommen noch drei Achsen, die für das Portalsystem arbeiten. Damit befinden sich bis zu 19 Achsen unter dem Dach eines zentralen Lenze-Controllers vom Typ 3200C. Die frei programmierbare Steuerung koordiniert den kompletten Achsverbund, wobei jede Achse für sich autark arbeitet. Mit diesem zentralen Aufbau aus Controller 3200C, Servoreglern i700 und einbaufertigen Linearachsen mit Servomotoren – oftmals für den Ex-Bereich – konnte Lenze im Rahmen eines gemeinsamen Engineering-Projektes eine standardisierte Antriebslösung bieten.
Durch die konsequente Vernetzung der gesamten Anlage mit Ethernet und Ethercat für die Antriebstechnik kann Fricke sehr einfach eine zentrale Steuerungsarchitektur einsetzen. In jedem Modul steuern weitere Controller die Abläufe, die übergeordnete Ebene kümmert sich darum, welche Aufträge in welcher Reihenfolge zu mischen sind.
Insgesamt sind in einer Dosingstar bis zu zehn Steuerungen verbaut. Angesichts der starken internationalen Ausrichtung der Abfüll- und Dosierexperten ermöglicht es die enge Verzahnung von Antriebscontroller und Servoregler, Komponenten auszutauschen, ohne dass speziell ausgebildete Techniker um den Globus jetten müssen.
Austausch ohne erneutes Parametrieren
Der Controller erkennt automatisch, wenn eine Achse getauscht wurde, und spielt den kompletten Parametersatz nach dem Aus- und Wiedereinschalten des Netzes direkt ein. Auf diese Weise sind beim Einbau von Ersatzgeräten weder Module zu tauschen noch Achsregler aufwendig zu parametrieren oder Daten hin und her zu spielen. Mario Markmann sieht als weiteren Vorteil dieses Konzeptes die Programmierung der gesamten Antriebstechnik an einem Ort – in dem Controller 3200C. Weil hierbei Codesys in der Version 3 durchgängig zum Einsatz kommt, „sind wir auch bei der Software zukunftssicher aufgestellt“. Die Tatsache, dass Lenze in den standardisierten Sprachen fertig programmierte Bausteine nach PLCopen-Standard in einer Bibliothek anbietet, macht das Engineering komfortabler und mithilfe der praxisorientierten Lenze-Fast-Bausteine auch schneller.
Dipl.-Ing. Ralf Marke, Key Account Manager, Lenze
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