Wie IO-Link die Innovation in der Flaggschiff-Milchpulveranlage von Bellarine Foods vorantreibt
Molkerei
Bellarine Foods in Victoria, Australien, hat mit einer komplett neuen Anlage zur Herstellung von Molkepulver neue Wege beschritten. Das gesamte Projekt wurde mit dem digitalen Kommunikationssystem IO-Link geplant, konstruiert und installiert. Von der Bauphase bis zum Produktionsbetrieb war Bellarine Foods Vorreiter für eine Technologie, die den zukünftigen Standard für Lebensmittel- und Getränkehersteller darstellt. Die Vorteile dieses Projekts sind vielfältig und für Projektpartner Lindon Giuffrida von GP Systems ist eines klar: "Die Zukunft der hygienischen Prozesstechnik ist digital."
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Bellarine Lebensmittel
Kunde
Lindon Giuffrida, Projektpartner
"Wir brauchen nur eine Schnittstelle, um alle Geräte und Sensoren zu programmieren. Alle üblichen produktspezifischen Programmieradapter, spezielle Hard- und Software oder die Programmierung am Display des Sensors entfallen. Das ist das Beste, was es gibt."- Lindon Giuffrida, Projektpartner
Vorteile in der Anwendung
- Einsparungen bei den Verkabelungskosten von rund 50 %
- Einsparungen bei der Planungs-, Einrichtungs- und Inbetriebnahmezeit von etwa 50 %.
- Erheblich einfachere Programmierung von Sensoren, Ventilen und anderen Geräten
- Möglichkeit zur Überprüfung des Sensorstatus und zur Änderung der Einstellungen über das Internet
- Einfacher Austausch von Sensoren durch Plug-and-Play mit automatischer Übertragung der Programmierung
Anwendung Detail
Bellarine Foods in Victoria, Australien, hat mit einer neuen Anlage zur Herstellung von Molkepulver neue Wege beschritten. Das gesamte Projekt wurde mit dem digitalen Kommunikationssystem IO-Link geplant, konstruiert und installiert. Von der Bauphase bis zum Produktionsbetrieb hat Bellarine Foods Pionierarbeit für eine Technologie geleistet, die den zukünftigen Standard für Lebensmittel- und Getränkehersteller darstellt. Die Vorteile dieses Projekts sind vielfältig, und für Projektpartner Lindon Giuffrida von GP Systems ist eines klar: "Die Zukunft der hygienischen Prozesstechnik ist digital."
Die Anwendung
Seit Ende 2021 veredelt die neue Anlage rund 60.000 Liter Molke pro Tag, die aus der Produktion einer Ziegenkäserei stammt, zu Molkepulver. In Zusammenarbeit lieferten HPS Tech & GP Systems die notwendigen Skids, die jeweils als einzelne vorgefertigte Module konzipiert sind und in der Anlage nur noch verbunden werden müssen. Folgende Skids wurden installiert:
- Ultrafiltrationsmembransystem
- Nanofiltrationsmembran-System
- CIP-Anlage
- Tanklagersystem
- Verdampfer
- Sprühtrockner
Voraussetzung war, dass alle Komponenten über IO-Link kommunizieren. Dank der umfangreichen Palette anSensoren mit IO-Link,Anderson Negele konnte wesentlich zum Erfolg dieses zukunftsweisenden Projekts beitragen.
Kann eine komplette Produktionsanlage ausschließlich mit IO-Link-Kommunikation betrieben werden?
Klare Antwort: Ja!
Nach den ersten Erfahrungen mit der Installation von IO-Link-Geräten in anderen Anlagen erkannte GP Systems das enorme Einsparungspotenzial von IO-Link für das neue Molkepulverprojekt von Bellarine Foods. "Wir haben jedes Skid so konzipiert, dass jeder Sensor, jedes Ventil und jedes andere Gerät direkt an einen IO-Link-Master angeschlossen werden kann. erklärt Giuffrida.
Dank der breiten Palette an Produkten mit IO-Link konnte Anderson Negele Sensoren zur Messung von Trübung, Leitfähigkeit, Durchfluss, Füllstand, Temperatur undDruck aus einer einzigen Quelle.Strömungsschalter könnten ebenfalls einbezogen werden, da ihr Ein/Aus-Ausgang vom IO-Link-Master direkt als digitales Signal verarbeitet werden kann. Für bestimmte Produkte, die noch nicht als IO-Link-Geräte auf dem Markt sind, wie z. B. bestimmte Pumpen, fand er ebenfalls eine Lösung: einen speziellen Konverter, der ein 4...20-mA-Signal in ein digitales Signal umwandelt. Dies bedeutete jedoch zusätzliche Kosten für den Konverter und keine Möglichkeit der Datenübertragung vomIO-Link-Master zum Gerät.
Welche Vorteile bietet IO-Link für das Design, die Konstruktion und den Anschluss der Skids?
Der wichtigste Vorteil ist die Einsparung bei der Verkabelung.
In der Regel müssen Sensoren oder andere Geräte mit einem geschirmten Kabel für die Datenübertragung und einem zusätzlichen Stromversorgungskabel an die SPS oder ein anderes Steuergerät angeschlossen werden. Dies bedeutet hohe Materialkosten für die oft sehr teuren Spezialkabel, die über lange Strecken verlegt werden müssen, und hohe Installationskosten für Kabelkanäle, Halterungen, Verlegung und Anschluss.
Giuffrida kann die Einsparungen durch IO-Link auf den Bellarine-Kufen genau beziffern:"Wir konnten die reinen Materialkosten für die Kabel und auch den Zeit- und Kostenaufwand für deren Verlegung um 50 % reduzieren."
Welche Vorteile bietet IO-Link bei der Inbetriebnahme der Sensoren?
Hier bringt Giuffrida seine ganze Begeisterung für IO-Link zum Ausdruck:"Wir brauchen nur eine Schnittstelle, um alle Geräte und Sensoren zu programmieren. Alle üblichen produktspezifischen Programmieradapter, spezielle Hard- und Software oder die Programmierung am Display des Sensors entfallen. Das ist das Beste, was es gibt."
Bei IO-Link-Geräten erfolgt die Konfiguration durch einen Computer über dieIO-Link-Master. Dazu wird die sensorspezifische IODD (IO Device Description) aus einer zentralen Datenbank heruntergeladen. Anschließend wird die Konfiguration aller Parameter, z.B. der Messbereich der Trübung oder die Temperaturanzeige in °C oder °F, für den Prozess eingegeben. Diese Programmierung wird im IO-Link-Master gespeichert. Sollen mehrere Sensoren ähnlich konfiguriert werden, kann diese gespeicherte Programmierung durch einfaches Kopieren und Einfügen direkt auf alle anderen Sensoren übertragen werden. So lassen sich die einzelnen Geräte wesentlich schneller und fehlerfreier einrichten.
Welche Vorteile bietet IO-Link im Betrieb?
Jedes einzelne Gerät hat eine eigene IP-Adresse, so dass jeder Sensor separat identifiziert und angesprochen werden kann. Der Zugriff ist von einem externen Standort aus über das geschützte und gesicherte Internet möglich."Ich kann jeden Sensor von meinem Schreibtisch aus konfigurieren, testen, Simulationen durchführen und den Sensorstatus abrufen oder korrigieren, wenn es Probleme gibt, auch ohne vor Ort zu sein. Darin sieht Giuffrida einen entscheidenden Vorteil gegenüber der analogen Datenübertragung, die nur die Überwachung und das passive Auslesen von "Daten" erlaubt. "Mit IO-Link kann ich aktiv in jeden einzelnen Prozess eingreifen und ihn im laufenden Betrieb optimieren." Auf die gleiche Weise kann der Sensorstatus abgefragt werden. Damit lässt sich die Ursache einer Fehlermeldung ermitteln oder sogar der "Gesundheitszustand" des Sensors überprüfen. Es kann sogar festgestellt werden, ob die Gefahr eines Sensorausfalls droht und ein Ersatzgerät entsprechend vorbereitet werden. Laut Giuffrida ist dies bei Bellarine jedoch noch nicht vorgekommen; alle Sensoren laufen seit der Inbetriebnahme reibungslos, und es ist noch keine einzige Fehlfunktion bei einem der installierten Geräte aufgetreten.
Welche Vorteile bietet IO-Link für bestehende Anlagen mit Analogbetrieb?
Giuffrida ist klar:"Auch in bestehenden Anlagen sollte man sich bei einem Austausch für einen neuen Sensor mit Flex-Hybrid-Technologie entscheiden. Selbst wenn das Gerät in analoger Kommunikation betrieben wird, bietet IO-Link so viele Vorteile, dass es sich auch für bestehende Anlagen rechnet."
Dank ihrer Flex-Hybrid-Technologie können fast alleIO-Link-Sensoren von Anderson Negele bieten parallele digitale IO-Link- und analoge 4...20 mA-Kommunikation. Laut Giuffrida macht dies die Arbeit für den Anwender in mehrfacher Hinsicht einfacher:
- Einfache Programmierung und Konfiguration: Alle Parameter können für den Sensor einfach am Laptop mit der gleichen Schnittstelle eingestellt werden. Dies kann auch von jemandem außerhalb der Produktion oder dem Anlagenlieferanten vorbereitet werden.
- Copy-Paste für mehrere Sensoren mit der gleichen Programmierung: Die Einstellungen müssen nur einmal vorgenommen werden und können dann im IO-Link-Master oder auf einem Computer gespeichert werden. So lassen sich weitere Sensoren konfigurieren, indem man sie einfach mit wenigen Mausklicks kopiert.
- Automatische Programmierung beim Austausch von Sensoren: Ist die Programmierung in einem IO-Link-Master gespeichert, kann sie einfach durch Einstecken des M12-Kabels auf den Sensor übertragen werden.
- Die digitale Programmierung mit Werten von 0...100% ist einfacher als die Einstellung mit analogen Daten, die für die Ausgabe umgewandelt werden müssen.
erklärt Giuffrida,"IO-Link macht korrektes Kodieren zu einem Kinderspiel".
Giuffrida sieht bei Flex-Hybrid-Geräten auch Kostenvorteile für die Anwender:
- Durch die automatische Programmierung kann jeder den Austausch der Sensoren vornehmen. Es sind keine verfahrenstechnischen oder wartungstechnischen Fachkenntnisse erforderlich, so dass auch kein Fachpersonal hinzugezogen werden muss. Dies ist besonders im Schichtbetrieb hilfreich.
- Das Ersatzteilmanagement wird vereinfacht, da nicht für jede Konfiguration ein Reservegerät vorrätig sein muss. Ein Gerät pro Sensortyp ist ausreichend und kann schnell und einfach über den IO-Link-Master individuell programmiert werden, so dass erhebliche Kosten für die Ersatzteilhaltung eingespart werden können.
Wie geht es mit IO-Link weiter?
GP Systems hat bereits mehrere neue Projekte in Arbeit, die sie wie Bellarine mit IO-Link planen und realisieren. Für Giuffrida ist IO-Link die Zukunft, und er fühlt sich bestätigt, dass GP Systems so früh und konsequent Anlagen mit IO-Link geplant und realisiert hat. Und er freut sich, dass er mit Anderson Negele einen Partner hat, der nicht nur ebenfalls ein Pionier der digitalen Kommunikation ist, sondern mit seiner Flex-Hybrid-Technologie eine zukunftsweisende Lösung anbieten kann. Lösung sowohl für neue als auch für bestehende Anlagen für fast alle Messarten.
Verwendete Produkte
TSBA Modularer RTD- und Temperatursensor Temperatursensoren CIP-Steuerung IO-Link
TSMA Modulare RTD- und Mini-Temperatursensoren Temperatursensoren CIP-Steuerung IO-Link
ITM-51 Trübungssensor Trübungssensoren CIP-Steuerung IO-Link Prozessanalytik
ILM-4 Induktiver Leitfähigkeitssensor Leitfähigkeitssensoren CIP-Steuerung IO-Link Prozessanalytik
FMQ Elektromagnetischer Durchflussmesser Durchflussmesser CIP-Steuerung IO-Link
NSL-F Kontinuierlicher Füllstandssensor Füllstandssensoren IO-Link
