HEHL-Steuerungen für Bandanlagen

Werkstoffe 08. 05. 2016
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Anspruchsvolle Transportmechanik und aufwendige chemische Verfahren bei Bandanlagen – keine Herausforderung für eine HEHL-Steuerung

Anlagensteuerungen der Hehl Galvanotronic zeigen ihre Leistungsfähigkeit, Flexibilität und Bedienungsfreundlichkeit bei Spezialanforderungen der Galvanotechnik, wie am Beispiel einer Anwendung in Bandanlagen deutlich wird, und unterstreichen 20 Jahre erfolgreicher Arbeit der HEHL GALVANOTRONIC

Die HEHL GALVANOTRONIC feiert in diesem Jahr ihr 20-jähriges Firmenjubiläum und hat sich in dieser Zeit als autarker Lieferant von industriellen Steuerungen (SPS-Steuerungen, Prozessleitrechner-Steuerungen) für Galvanik- und Abwasseranlagen bestens auf dem Markt platziert.

Anlässlich der O&S Messe 2016 in Stuttgart stellt HEHL erstmalig einem breiten Publikum das seit vier Jahren auf dem Markt ­befindliche hochpräzise Steuerungskonzept GalvanoVisuBA für Bandanlagen vor. Das Grundkonzept wurde speziell für die Belange von Bandgalvaniken erarbeitet und wird jeweils für jeden Kunden ganz individuell weiterentwickelt.

Nicht nur der umfangreiche, aber sehr gezielte Einsatz von teuren Edelmetallen, wie Gold, Silber und Palladium unterscheidet Bandanlagen von herkömmlichen Gestell- und Trommelanlagen, sondern auch die spezielle und anspruchsvolle Transport­mechanik der zu beschichtenden Ware in Form von zwei- und insbesondere von dreidimensionalen Bandrohlingen, die während des Transports durch die Beschichtungsanlage nicht verändert werden dürfen. Oftmals werden fünf und mehr Bänder parallel durch die Anlage gezogen. Der Transportweg mit seinen zahlreichen unterschiedlichen Bearbeitungsstufen – vom Abwickeln, Bearbeiten, Etikettieren, Band-/Chargenwechsel bis zum Wieder-Aufwickeln – wird mit Hilfe von GalvanoVisuBA gesteuert, überwacht und protokolliert.

Hierzu gehören auch die permanente Kon­trolle und Steuerung des Bandzugs, der Riss­prüfung, der Schichtdickenmessung, der Spülen und Trockner, die korrekte Einhal­tung der vorgegebenen Behandlungsparameter sowie das passgenaue Trennen des Bandes und dessen richtige Aufwicklung.

Anforderungen an eine innovative Prozessleitrechner-Steuerung

Bei der Entwicklung der kundenspezifischen Steuerungssoftware ist in erster Linie der Beschichtungsprozess zu berücksichtigen, der sich aus einer hohen Zahl an Einzelschritten zusammensetzt. Beginnend mit einer Vorbehandlung durch Entfetten und Beizen folgen Vor- und Haupt­beschichtungen sowie eine abschließende Endreinigung, Trocknung und unter Umständen noch eine hundertprozentige Abschlussprüfung des Produkts vor dem Aufwickeln. Dabei ist zu berücksichtigen, dass alle Schritte am gleichmäßig durch die ­Anlage geführten Band erfolgen.

Ein Steuerungsparamater der galvanischen Bearbeitung ist zum Beispiel die Stromdichte, aus der sich, je nach relevanter Oberfläche und der zu erzielenden Schichtdicke, der Abscheidestrom errechnet. Die dabei auftretenden elektrischen Spannungen und Ströme des Gleichrichters werden als zusätzliche Regelgröße, beispielsweise bei einer schlechten Kontaktierung von Anode und Kathode, zur Überwachung herangezogen. Bei Abweichungen erscheint ein Warnhinweis an den Anlagenbediener, die Kontaktierung zu kontrollieren. Speziell bei der Bandbeschichtung kommt Pulsabscheidung, also die Verwendung von gepulstem Gleichstrom, zum Einsatz. Bei Verwendung von geeigneten Gleichrichtergeräten lässt sich die Art der Pulse (charakterisiert durch Größen wie Puls- und Pausenzeiten, Pulshöhe oder Pulsform) über die Steuerung einstellen. GalvanoVisuBA editiert aus den vorgegebenen Daten ein Puls-Diagramm und gibt dieses an den Gleichrichter weiter.

Die innovative, komplexe HEHL-Steuerung berechnet im Hintergrund exakt den gesamten Produktionsdurchlauf, wobei es gilt, bei einer Bandanlage in der Größe von bis zu 100 Metern zwischen 100 bis 150 Einzelpositionen sowie eine Vielzahl an Führungselementen für das Band unter Kon­trolle zu behalten.

Übersicht mit zahlreichen Details einer U-förmig aufgebauten Galvanoanlage zur Bandbeschichtung – ­intuitiv erfassbar und einfach bedienbar bei der GalvanoVisuBA der Hehl Galvanotronic

 

Jedes Band in der richtigen Länge

Die Erfassung und Kontrolle der abgearbeiteten Bandlänge – wie sie im jeweiligen Kundenauftrag vorgegeben ist – kann bei gestanzten Bändern beispielsweise über eine Lichtschranke erfolgen, die eine genaue Anzahl an Einzelteilen auf einer Bandspule nach der Beschichtung liefert. Für die Beschichtung von ungestanzten Bändern lässt sich die Bandlänge aus der Vorschubgeschwindigkeit errechnen und erlaubt ebenfalls eine genaue Bestimmung der beschichteten Bandlänge.

In der Regel erfolgt bei einem Bandwechsel an der Abspulstation eine Verbindung von zwei aufeinanderfolgenden Bandchargen durch Nieten, Schweißen oder auch Löten. Beim Einlauf dieser Verbindungsstelle in die Anlage wird der Prozessleitrechner-Steuerung GalvanoVisuBA ein Signal gegeben, das dazu dient, den Bediener beim Auslauf auf den Wechsel des Bandes hinzuweisen und das Aufwickeln erst nach Quittierung der erfolgten Trennung der Bänder zu starten.

Eine visuelle Kontrollmöglichkeit ergibt sich darüber hinaus durch den Einsatz von Kameras, die beispielsweise einen schnellen Abgleich zwischen dem tatsächlich in der Anlage befindlichen Band und dem auftragsgemäßen Muster ermöglichen. Kamerabilder eignen sich zudem als ergänzendes Merkmal für die Protokollierung eines Auftrags. Bei Einsatz von Messtechniken, wie der Röntgenfluoreszenz, lassen sich die Arbeitsprotokolle durch tatsächlich gemessene Schichtdicken und Schichtzusammensetzungen deutlich erweitern. Mithilfe solcher Verfahren kann eine 100-prozentige Prüfung der Beschichtung gewährleistet werden.

Ansicht der Steuerung zur Spulenverwaltung

 

Qualitätssicherung

Die zur Qualitätssicherung und Qualitätsprüfung eingesetzten Scanner, Kameras oder Messgeräte für die Schichtdicken- und Rissprüfung stehen im permanenten Datenaustausch mit der Prozessleitrechner-Steuerung.

Alle qualitätsrelevanten Daten, wie Temperaturen, pH-Werte, Leitfähigkeit, Ströme­ oder Abscheidung werden mit den Soll- und Istwerten protokolliert und können zur weiteren Verwendung beziehungsweise Auswertung als Excel-Tabelle exportiert und als Diagramm dargestellt werden.

So kann beispielsweise auch mithilfe von entsprechenden Sensoren eine Analyse der Metallionenkonzentration stattfinden und zur Auswertung herangezogen werden. Hierauf wird speziell bei der Verarbeitung von Edelmetallen ein besonderes Augen­merk gelegt. Die Steuerung bietet für diese Aufgaben eine Eingabe-Maske für die Angabe der Werte aus der Metallanalytik, die klassischerweise in einem angeschlossenen Labor oder aber, bei Einsatz der Röntgenfluoreszenz, direkt in der Anlage erhoben werden. Zusätzlich zu diesen Messwerten erfolgt die Eingabe der Mengen an zugesetzten Metallergänzungen. Bei Gold erfolgt die Ergänzung häufig in Form von flüssigen Konzentraten, die sich relativ einfach erfassen lassen. Diese Werte können grafisch als Verbrauchsmengen in Abhängigkeit der Arbeitsdauer dargestellt werden und helfen dem Anlagenbediener, kurzfristige Verbrauchsänderungen schnell zu erkennen.

Für den Einsatz von Pulsstrom zur galvanischen Abscheidung können beliebige Pulsstromverläufe vor­gegeben und im Zusammenspiel mit dem Gleichrichtergerät kontrolliert und protokolliert werden

Zu den einzelnen Arbeitspositionen sind visuell leicht erfassbare Angaben über Füllstand, Betriebs­zustand, Temperatur oder beispielsweise den pH-Wert der Lösung verfügbar

 

Kostenersparnis

Den für jeden Anlagenbetreiber sehr wichtigen Blick auf die tatsächlich anfallenden Produktionskosten verliert die HEHL-Steue­rung auch nicht aus dem Auge. Sämtliche chemische Medien werden exakt dosiert und nur bei Bedarf zugeführt. Die automatische Befüllung wird von Sensoren in den Vorlagebehältern und Arbeitsbehältern überwacht. Dabei werden sowohl die verbrauchten Medien als auch die während der Beschichtung verbrauchten Ladungsmengen – die sogenannten Amperestunden-Angaben – sowie die Laufzeiten der Verbraucher erfasst, sodass diese Daten wiederum vom Vertrieb für die Kostenkalkulation herangezogen werden können.

Die Edelmetalle mit GalvanoVisuBA stets im Blick behalten

 

Außerdem hat der Anlagenbetreiber die Möglichkeit, mithilfe der Feierabendschaltung und des Feiertagkalenders seine Anlage selbstständig zu managen. Die Kosten­einsparungen, die dadurch erreicht werden, dass Elektrolyte und sonstige­ Aktivlösungen erst wieder rechtzeitig zu Schichtbeginn angeheizt werden sowie Trockner, Umwälzungen oder Gleichrichter nur dann laufen, wenn sie benötigt werden, sind nicht zu verachten.

Highlights einer Steuerung für Bandanlagen

Besonders hervorzuheben ist bei der Steuerung einer Bandanlage mit GalvanoVisuBA, dass die Software millimetergenau die Position der Trennstellen berechnet und dass so artikelspezifische Prozesse punktgenau aktiviert und geregelt werden. Weitere Highlights sind die Protokollierung der Spulen und Chargen, der automatische Etikettendruck, die Qualitätsüberwachung mit Kameraunterstützung sowie die Tatsache, dass der Bediener mit wenigen Klicks Artikel mit speziellen Behandlungsparametern­ für jede Bearbeitungsposition selbst erstellen kann. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch alle bekannten Vorzüge der HEHLschen Steuerungen von konventionellen Galvanikanlagen (für die Gestell- und Trommelbeschichtung) in die Bandanlagen-Steuerung implementiert.

Der Aufbau der Bandanlage wird symbolisch visualisiert und in der Aufsicht dargestellt. Bandanlagen werden häufig in U-Form ausgeführt. Alle Verbraucher und Bänder werden pro Behandlungsposition durch ein einfach zu identifizierendes Symbol dargestellt. Die jeweiligen Betriebs­zustände werden zur besseren Erkennung farblich unterschieden. So ist direkt erkennbar, ob eine Heizung oder ein Gleichrichter ein- oder ausgeschaltet ist. Allen Arbeitspositionen werden Hinweise in Kurzform hinterlegt, um jederzeit die aktuellen Zustände (Behälter befüllt oder leer) und die Einstellungen anzeigen zu können. Einstellungen können beispielsweise sein: der Füllstand von Vorlagebehältern und Beschichtungspositionen, die Temperatur eines Mediums, der pH-Wert, der errechnete­ Metallgehalt oder auch der Arbeitsdruck einer Pumpe. Diese Hinweise werden unkompliziert mit einem einfachen Mausklick abgerufen oder als Tool-Tipp angezeigt.

Ein umständliches Öffnen von mehreren Eingabemasken für die Anpassung von Soll- und Istwerten gibt es bei den HEHL-Steuerung nicht. Hier erscheint alles übersichtlich auf einen Blick. Auch dies trägt deutlich dazu bei, dass die Bedienung der Anlage selbsterklärend ist und erfahrungsgemäß intuitiv erfolgt.

Sehr komfortabel ist für den Bediener, dass Störungen durch ein deutlich erkennbares Signal in der Visualisierung an dem die Störung verursachenden Anlagenteil (Pumpe, Gleichrichter, Heizung) angezeigt werden und jedem Störungshinweis direkt die entsprechende Schaltplanseite mit Lokalisierungsmarkierung hinterlegt ist. Außerdem kann der Bediener jedem Störungshinweis­ selbst Fotos oder Arbeitsanweisungen in Textform hinzufügen. Aufgrund dieser Unterstützungen können Stillstände von Anlagen sehr kurz gehalten werden.

Der direkte Draht zum Steuerungslieferant

Da Bandanlagen im Prinzip relativ starr arbeitende Maschinen sind und der gleichförmige Transport des Bandes durch die Anlage nur geringe Spielräume für variable, vom Bediener selber einstellbare Vorgaben hat, ist der direkte Draht zum Software-Entwickler von großer Bedeutung. Die HEHL GALVANOTRONIC kann deshalb mit jeder Anlage per Fernwartung, in der Regel über TeamViewer, in Verbindung treten, um so gewünschte Software-Erweiterungen schnell und kostengünstig (keine Anfahrtskosten) zu installieren oder aber auch, um im Notfall schnell zu helfen. Dabei dienen Video-Aufzeichnungen der Lokalisierung von Störfällen oder Bedienerfehlern.

GalvanoVisuBA – der Schlüssel zu Ihrem Erfolg

Das HEHL-Team berät den Anlagenbetreiber vom Zeitpunkt der Anlagenplanung (Neubau oder Modernisierung) bis zur Inbetriebnahme seit 20 Jahren kompetent, fair und partnerschaftlich und steht ihm auch nach der Inbetriebnahme weiterhin mit Rat und Tat zur Seite.

Papier ist geduldig – deshalb bietet HEHL zum Beispiel auch eine Simulationssoftware an, mit der der Anlagenplaner während seiner Planungsphase bereits testen kann, ob sein Anlagenkonzept realistisch umsetzbar ist und ob Behandlungsabläufe­ den gewünschten Effekt erzielen werden. So gewinnt der Konstrukteur ein hohes Maß an Planungssicherheit.

Die Firma HEHL GALVANOTRONIC ist Mitaussteller auf dem ZVO-Gemeinschaftsstand Welt der Oberfläche und präsentiert unter dem Motto Der Schlüssel zu Ihrem Erfolg! neben GalvanoVisuBA auch alle weiteren Steuerungskonzepte für Galvanik- und Abwasseranlagen aller Art.

Halle 9, Stand B28 (35)

 
 

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