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    8.6.2011
    Durch verringerte Ausfallzeiten und die Einführung von Visualisierung verhilft die Allen-Bradley GuardLogix von Rockwell Automation mit E/A-Modulen auf EtherNet/IP-Basis zu einer maximalen Effizienz im Karosserierohbau Hintergrund Kia Motors Corporation (KMC), Südkoreas ältester Kraftfahrzeughersteller, wurde 1944 gegründet. Als Teil der Hyundai-Kia Automotive Group strebt Kia das Ziel an, eine der weltweit führenden Marken auf dem Automobilmarkt zu werden. Zu Vergrößerung ihres Marktanteils nicht nur in Europa, sondern auch auf der ganzen Welt, eröffnete KMC im Dezember 2006 in Zilina (Slowakei) ihre erste europäische Produktionsstätte, die eine Jahresproduktion von 300 000 Fahrzeugen erzielt. Kia Motors Slovakia (KMS) produzierte zwei verschiedene Fahrzeugtypen, den Kia cee’d und 2009 den Kia Sportage. Das Modell Kia cee’d hatte einen Anteil von über 80 Prozent an der Gesamtproduktion. Neue SUV-Modelle, die dritte Generation des Sportage und der Hyundai ix35, wurden 2010 dem Produktionsportfolio hinzugefügt, so dass derzeit bei Kia Motors Slovakia drei Modelle gefertigt werden. 2010 betrug der Anteil der SUV-Modelle an der Gesamtproduktion 50 Prozent. 2010 liefen bei Kia Motors Slovakia 229 505 Fahrzeuge vom Band. Herausforderung Wie bei anderen Automobilherstellern auch wurde die Optimierung der Fertigungsprozesse wichtiger denn je, um Effizienz und Produktivität zu maximieren. Und KMS brauchte eine integrierte Lösung, bei der Informationen und Geräte nahtlos miteinander verbunden sind. Der Karosserierohbau (Body Shop) von KMS wurde auf Basis von CompactLogix in Verbindung mit ControlLogix betrieben. Die Karosserielinie (Body Complete Line) zur Montage aller beweglichen Teile erforderte bei manueller Handhabung 20 Arbeitskräfte. Häufige Ausfälle minderten nicht nur die Produktivität, sondern verursachten in manchen Fällen sogar einen vollständigen Stillstand der gesamten Produktionslinie von KMS. Im Hauptschaltschrank wiesen die Sicherheitsrelais eine komplizierte Verdrahtung und lange Leiterbahnen vom Sicherheitsmodul zum Relais auf, ohne Bypass-Funktion der Scanner. Die Sicherheitsschaltkreise bzw. die Sicherheitskomponenten und -systeme verursachten eine Vielzahl kleiner Unterbrechungen des Linienbetriebs. Dabei war es oftmals schwierig zu ermitteln, warum oder wo der Fehler auftrat. Auch der Austausch defekter Teile gestaltete sich als langwierig. Aufgrund der langen und komplizierten Verdrahtung für den Sicherheitsschaltkreis musste mit weiteren Linienstillständen gerechnet werden. Relais-basierte Sicherheitssteuerungen wurden schon in der Vergangenheit eingesetzt, um gefahrbringende Situationen für Maschinenbediener zu verhindern. Zum Schutz der Mitarbeiter wurden bevorzugt Sicherheitskomponenten und -systeme wie Scanner und Not-Halt-Drucktasten eingesetzt, die über Sicherheitsrelais an das Sicherheitsnetzwerk angeschlossen sind. Jedoch bieten Relais nur eingeschränkte Möglichkeiten zur Fehlerdiagnose. Bei Änderungen an der Anwendung können sie aufgrund der erforderlichen festen Verdrahtung nur schwer den Gegebenheiten angepasst werden. Aus diesen Gründen und in Anbetracht der kritischen Situation brauchte KMS eine alternative integrierte Sicherheitslösung, die Statusanzeige sowie eine höhere Zuverlässigkeit und Flexibilität als das aktuell eingesetzte System bietet. Lösung Für eine integrierte Sicherheitslösung mit Visualisierungsfunktionalität und hoher Zuverlässigkeit, die den Anforderungen von KMS gerecht wird, wandte sich das Unternehmen an Rockwell Automation – einen Lieferanten, der dem Unternehmen bereits durch viele Aktivitäten vom Beginn der Anlagenproduktion her bekannt ist. Rockwell Automation schlug ein Sicherheitssystem vor, das sicherheitsbezogene speicherprogrammierbare Steuerungen und ein Netzwerk umfasste. Der Einsatz von Sicherheitssteuerungen anstelle von konventionellen Sicherheitsrelais hilft Kunden bei der Entwicklung schlanker, schnell anzupassender Fertigungsprozesse, bei denen die Sicherheit von Bedienern gewährleistet ist. Das Angebot von Rockwell Automation beinhaltete Allen-Bradley GuardLogix-Sicherheitssteuerungen, die um Allen-Bradley ControlLogix-Prozessoren mit Sicherheits-Firmware und Sicherheitsprozessor erweitert waren. Dezentrale Sicherheits-E/A-Module wurden ergänzt und an das EtherNet/IP-Netzwerk angeschlossen. Zur Anzeige von Sicherheitsbedingungen, Alarmen, Notfallereignissen und zur Programmierung von Steuerungssystem und Visualisierung des vorhandenen Allen-Bradley PanelView Plus-Panels wurde eine Lösung entwickelt. Alle Aufgaben, einschließlich Programmierung und Installation wurden vom Rockwell Automation-CSM-Team (Customer Support and Maintenance) bereitgestellt. Allen-Bradley GuardLogix vereint die Vorteile einer Logix-Plattform – gemeinsame Programmierumgebung, Netzwerke und Steuerungskern – mit integrierter Sicherheitssteuerung in einer bedienfreundlichen Umgebung und bei Verwendung einer Steuerung gemäß Safety Integrity Level (SIL) 3. Durch die Verknüpfung von GuardLogix mit dem Allen-Bradley ControlLogix-Prozessor profitieren GuardLogix-Benutzer von Vorteilen wie einheitliche Programmiersoftware, Steuerung und E/A. Dadurch lassen sich Entwicklungszeit und Anwendungskosten verringern. Wenn bei der bisherigen Auslegung eine Person eine Zelle betrat oder ein Gerät während der Produktion ausfiel, kam die gesamte Linie zum Stillstand. KMS musste jeden Bereich und die dort eingesetzten Geräte überprüfen, um das Problem zu lokalisieren. Die Fehlerermittlung gestaltete sich schwierig und KMS war zudem nicht in der Lage, herauszufinden, welcher Sicherheitsknopf gedrückt wurde. Folglich wurde die gesamte Linie angehalten, bis der Fehler festgestellt und beseitigt wurde. In der neuen Auslegung wurde die Linie in fünf Zonen unterteilt. Jede Zone verfügt über einen eigenen Schaltschrank mit Safety Point I/O bei nur 2 bis 3 Meter Verdrahtung. Mit Hilfe von RSLogix 5000 wurde jedes Safety Point I/O an Allen-Bradley GuardLogix mit EtherNet/ IP angeschlossen. Jeder Scanner ist mit einer Bypass- Funktion versehen und verfügt über die Möglichkeit der visuellen Signalisierung und Schaltung. Bei einer Unterbrechung der Linie wird jetzt nur die relevante Zone angehalten und die entsprechende Fehlerstelle gemeldet. Der Bediener kann ferner dank der auf Ethernet/ IP basierenden Visualisierungslösung einfach mit jeder Zone kommunizieren. Der Fehler kann leicht ermittelt und schnell behoben werden, während andere Zonen weiterhin in Betrieb bleiben. Ergebnis Für KMS ist die Lösung von Rockwell Automation ein voller Erfolg. Durch die Umstellung von einer Relais-basierten Lösung auf Sicherheits-SPS erlangte KMS eine flexible Linie mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit. Die flexible Plattform verringert den Wartungs- und Fehlerbehebungsaufwand und hilft gleichzeitig, die erforderliche Sicherheit zu gewährleisten. Aus diesem Grund plant KMS nun, das integrierte Sicherheitskonzept auszubauen und auf andere Linien im Rohbau (Body Shop) und Presswerk (Press Shop) anzuwenden. „Dank der Fähigkeit, Fehler zu ermitteln und die damit verbundenen Probleme zügig zu beseitigen, konnten wir unsere Produktivität enorm steigern, da die sicherheitsbezogene Ausfallzeit um bis zu 70 Prozent verringert wurde,“ erklärte Ondrey Vasek, Maintenance Manager im Body Shop, KMS. „Und das Beste ist: Die Linie ist jetzt einfach zu warten, wodurch mein Leben einfacher wurde.“ Eines der Ziele bei KMS ist die Steigerung der Effizienz bestehender Sicherheitslinien. Als Teil des nächsten Schritts denkt KMS nun über Pläne nach, eine ähnliche Lösung in anderen Linien einzusetzen. Und es ist mehr als wahrscheinlich, dass bei KMS die integrierte Sicherheitslösung von Rockwell Automation mit GuardLogix als Standardplattform in Betracht gezogen wird.
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