Fortschrittliche SPS-Programmierung und Integration komplexer Industriesysteme
Wir sind auf die Entwicklung von Softwarelösungen und die Inbetriebnahme komplexer Systeme spezialisiert – von einzelnen Stationen bis hin zu kompletten, vernetzten automatisierten Leitungen.
Was ENSO auszeichnet, ist die umfangreiche Erfahrung unserer Ingenieure, die jahrelang in ganz Deutschland im Feld verbracht haben und direkt an den anspruchsvollsten Projekten der deutschen Automobilindustrie beteiligt waren. Tiefgehendes Prozesswissen in den Werken von Giganten wie BMW und VW hat es uns ermöglicht, die höchsten Standards an Präzision, Zuverlässigkeit und Effizienz in unserer Arbeit umzusetzen. Mit langjähriger Erfahrung in den Ökosystemen Siemens (TIA Portal) und Beckhoff (TwinCAT 3) bringen wir bewährte deutsche Ingenieurqualität, die auf Ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten ist, in Ihre Produktion.
Unsere Lösungen für Ihre Produktion
Automatisierung von Produktionsprozessen
Wir helfen Ihnen, von manuellen Prozessen zu vollautomatisierten Lösungen zu wechseln. Egal, ob Sie planen, eine bestehende Leitung aufzurüsten oder ein komplett neues System zu bauen, ENSO bietet fachkundige Beratung und schlüsselfertige technische Implementierung.
- Ingenieurwesen & Beratung: Basierend auf Ihren Eingabeparametern entwerfen wir die optimale Lösung, wählen die passende Technologie aus und definieren die Steuerungsarchitektur.
- Einhaltung der EU-Standards: Alle unsere Lösungen sind strikt nach der Maschinenrichtlinie (2006/42/EG) konzipiert. Das bedeutet, dass wir die Sicherheitsstandards, Ergonomie und rechtlichen Verpflichtungen berücksichtigen, die Ihre Ausrüstung von Anfang an erfüllen muss.
- Standardisierter Ansatz: Durch die Anwendung der Berufsregeln und unserer internen Standards stellen wir sicher, dass das System langlebig, robust und einfach zu warten ist.
Taktzeitoptimierung
Haben Sie eine funktionierende Produktionslinie, benötigen aber mehr Kapazität? Wir sind darauf spezialisiert, das verborgene Potenzial Ihrer bestehenden Systeme zu analysieren und zu erschließen. Mit aktueller Dokumentation ( EPLAN-Schaltplänen ) und aktueller Software können wir Ihre Produktionseffizienz deutlich steigern, ohne dass Sie in komplett neue Linien investieren müssen.
Unser Optimierungsansatz umfasst:
- Engpässanalyse: Wir identifizieren genau, welche Zelle oder Operation den gesamten Prozess verlangsamt.
- Hardware-Upgrade: Wir schlagen gezielte Verbesserungen vor und setzen sie um – von schnelleren Antriebssystemen (Servomotoren) und Sensoren mit kürzeren Reaktionszeiten bis hin zur Installation neuer Elemente wie Pufferförderer oder fortschrittlicher robotischer Greifer.
- Softwareoptimierung: Wir überarbeiten den SPS-Code mit fortschrittlichen Algorithmen für parallele Ausführung von Operationen, verkürzen Kommunikationszyklen und optimieren die Flugbahnen von Manipulatoren und Robotern.
Ergebnis: Wir erreichen eine stabile Beschleunigung des Produktionsprozesses, senken die Kosten pro produzierter Einheit und verlängern die Lebensdauer Ihrer Geräte durch intelligenteres Ressourcenmanagement.
Steuerungs-Retrofit und Modernisierung
Wir führen vollständige Modernisierungen und Nachrüstungen von Maschinen durch, bei denen der mechanische Teil korrekt ist, das Steuerungssystem jedoch veraltet ist. Unsere Änderung der SPS-Steuerung umfasst die Software-Migration, die Installation neuer Sensoren und die Optimierung der Maschinentaktzeit, wodurch alte Geräte die Leistung moderner Linien erhalten
Oft werden mechanisch korrekte Maschinen aufgrund veralteter Elektronik zu einem Engpass. Unsere Spezialität ist die Nachrüstung der Maschine, die Folgendes umfasst:
- Umstellung der SPS-Steuerung: Austausch alter und unzuverlässiger Systeme (wie z. B. Siemens S7-200 oder S7-300) durch die neuesten Steuerungen.
- Software-Migration: Sichere Logikübertragung mit Code-Optimierung für schnelleren Betrieb.
- Neue Funktionen hinzufügen: Implementierung moderner Sensoren, Messsysteme und Fernzugriff für schnellere Diagnostik.
- Erstellung von HMI-Visualisierungen für Bediener : Entwicklung intuitiver Bildschirme zur Maschinensteuerung mit allen relevanten Daten, die es ermöglichen, jedes Problem über das Bedienfeld zu lösen, ohne dass ein Laptop physisch an die SPS angeschlossen werden muss.
Implementierung von Sicherheitssystemen
Im Rahmen der Automatisierung der Produktionsprozesse legen wir besonderen Wert auf Arbeitssicherheitssysteme. Wir entwerfen und implementieren vollständige Sicherheitslösungen, die Folgendes umfassen:
- Anwesenheitserkennungssysteme: Integration von Sicherheitslichtvorhängen und Sicherheitstrittmatten zum Schutz von Gefahrenzonen.
- Kontrollelemente: Implementierung von zweihändigen Bedienelementen , Sicherheitsfußschaltern und Totmanschaltern für sicheren Betrieb in der Nähe der Maschine.
- Erweiterter Schutz: Installation von Verriegelungssicherungen, Laser-Weltraumscannern und Notstoppsystemen (E-Stop).
- Notfallsichere Kommunikation: Anwendung moderner Protokolle wie PROFIsafe zur zuverlässigen Übertragung von Sicherheitssignalen über das Netzwerk.
- Implementierung von Sicherheitsprotokollen für die SPS.
LOTO / LOTOTO-Protokolle
Wir legen besonderen Wert auf die Vorbereitung von Maschinen für eine sichere Wartung. Unsere Systeme unterstützen strenge LOTO (Lockout-Tagout) und LOTOTO (Lockout-Tagout-Tryout) Verfahren, um sicherzustellen, dass jegliche Energie auf der Maschine sicher isoliert und überprüft werden kann, bevor ein Eingriff eingeleitet wird.
Kundenwert
Durch die Umsetzung unserer Lösungen stellen Sie sicher:
Technologiestandard: Siemens & Beckhoff
Siemens TIA Portal: Standardisierung und ENSO-Standard
Unser Ansatz für Siemens-Plattformen (S7-1200, S7-1500, HMI-Panels) basiert auf maximaler Automatisierung des Programmierprozesses selbst. Wir haben einen internen ENSO-Standard für SPS und HMI entwickelt, der es uns ermöglicht, überlegene Präzision und Geschwindigkeit der Implementierung zu erreichen:
Beckhoff TwinCAT 3: Ultraschnelle Bewegungssteuerung
Während wir Siemens für robuste und komplexe Linien verwenden, entscheiden wir uns für Projekte mit extremer Geschwindigkeit und präziser Synchronisation für die Beckhoff-Plattform. Dank der Architektur eines Industrie-PCs und einer Zykluszeit, die viel mal schneller ist als bei Standard-SPS-Controllern, erzielen wir Ergebnisse, die bis vor Kurzem unvorstellbar waren.
Liste der abgeschlossenen Projekte
Nachfolgend ein kurzer Überblick über einige realisierte SPS-Programmierprojekte.
Element Logic (Unna – Deutschland) – Intelligentes Transportsystem für Distributionszentren
Für den Kunden Element Logic haben wir an einem umfangreichen Projekt zur Planung, Entwicklung und Programmierung einer Pakettransportlinie teilgenommen. Das Projekt umfasste vollständige Ingenieurwesen – von der Erstellung elektrischer Dokumentation in EPLAN bis hin zu komplexer SPS-Programmierung.
Technische Spezifikation des Systems:
- Steuerungsplattform: Siemens S7-1500F (Fail-safe) Zentralprozessor mit verteilten Peripheriegeräten ET200SP.
- Netzwerkarchitektur: Ein äußerst komplexes Profinet-Netzwerk mit über 200 aktiven Geräten (Elinx-Treiber für Förderbänder), das eine fortschrittliche Optimierung der Kommunikationstakt erforderte.
- Design: Erstellung eines vollständigen elektrischen Schemas in EPLAN und Entwicklung eines Softwarestandards in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurteam des Kunden.
Wichtige technische Herausforderungen und Lösungen:
- Sicherheit: Implementierung von lokalen Notaus und Verbindung zu anderen Leitungen über das ProfiSafe-Protokoll auf Ethernet.
- Kommunikationsoptimierung: Aufgrund der enormen Datenmenge von 200+ Profinet-Geräten lag die anfängliche Zykluszeit des Systems bei 150 ms. Wir führten eine tiefgehende Optimierung der Profinet-Datenlesung durch, die die SPS-Taktzeit drastisch verkürzte und eine stabile, schnelle Leitungsreaktion gewährleistete.
- Integration und Standardisierung: Wir beteiligten uns an der Entwicklung eines globalen Softwarestandards für den Kunden, der Modularität und eine einfachere Wartung zukünftiger Systeme sicherstellte.
Ergebnis:
Lieferung eines schlüsselfertigen Systems, das den Fluss der Verpackungen (leere und volle Kartons) in einer Hochfrequenz-Logistikumgebung mit höchster Netzwerk- und Prozesssicherheit nahtlos steuert.
DW Reusables (Hum na Sutli – Kroatien) – Modernisierung der Palettierlinie
Für den Kunden DW Reusables, einen führenden Hersteller von Mehrwegverpackungen, haben wir erfolgreich ein Projekt zum kompletten Austausch des Steuerungssystems an einer Linie für das Flaschen- und Kastenhändling durchgeführt. Der Fokus des Projekts lag na der Erhöhung der Systemzuverlässigkeit und der Reduzierung von Stillstandzeiten.
Technische Spezifikation des Systems:
- Steuerungsplattform: Implementierung eines modernen Siemens S7-1215-Controllers innerhalb der TIA Portal-Umgebung .
- Sicherheit: Installation von Lichtvorhängen und Schaltern für Notabschaltungen.
- Linienarchitektur: Das System ist in 4 technologische Segmente unterteilt, die miteinander synchronisiert sind, um einen kontinuierlichen Materialfluss zu gewährleisten:
- Entpalettisierung: Zwei Eingangssegmente, die für die Aufnahme und Zuführung von leeren Getränkekisten und Flaschen zuständig sind.
- Befüllung der Träger: Zentrales Segment für das automatische Beladen von Flaschen in Kisten.
- Palettierung: Ausgangssegment, das volle Getränkekisten auf Paletten stapelt und für den weiteren Transport vorbereitet.
Wichtige Vorteile und Umsetzungen:
- Nachrüstung und Modernisierung: Durch den Austausch der alten Steuerung durch die neue Siemens-Plattform haben wir dem Kunden eine genauere Diagnose und eine einfachere Systemwartung ermöglicht.
- Synchronisation der Segmente: Besonderer Wert liegt auf der Optimierung der Geschwindigkeit des Laufwerks.
BMW (Dingolfing – Deutschland) – Produktionslinie für Batteriemodule
Wir beteiligten uns an einem komplexen Projekt zur Programmierung und Inbetriebnahme einer automatisierten Leitung zur Herstellung von Hochspannungsbatterien. Die Arbeit an diesem Projekt umfasste die Umsetzung der strengsten BMW-Standards (TMO 3) im TIA-Portal.
Technische Spezifikation und Systemarchitektur:
- Steuerungsplattform: Das System basiert auf Siemens S7-1500-Steuerungen (ET200pro-Version für Stationen und der leistungsstärkere S7-1500 für Master-SPS).
- Verkettung: Implementierung der Kommunikation zwischen der Haupt-SPS und den einzelnen Stationen über standardisierte Schnittstellen.
- Technologischer Prozess: Programmierung der robotischen Laserschweißstation an das Batteriemodul.
Wichtige Funktionen und Umsetzung:
- Präzise Positionierung: Einsatz von Keyence-Lasersensoren zur Überprüfung der Position des Werkstückträgers vor dem Fixieren und Starten des Prozesses.
- Fortgeschrittene Bewegungssteuerung: Steuerung eines dreiachsigen Manipulators, integriert mit einem IPG-Lasergenerator für hochpräzises Schweißen.
- Sicherheit & Professionalität: Umsetzung eines vollständigen Sicherheitsnetzes. Das System beinhaltete Not-Aus-Überwachung benachbarter Stationen, um im Notfall einen sofortigen Stopp des gesamten Abschnitts im Notfall sicherzustellen.
- Prozessüberwachung: Entwicklung einer Logik zur Verifikation der Kontaktbogenbildung (Plausibilität der Antwort innerhalb von 500 ms) mit Rückkopplungssignalisierung, wodurch maximale Schweißqualität und Reduzierung von Schrott gewährleistet wird.
Unser Beitrag:
Neben der Programmierung nach dem TMO-3-Standard war das ENSO-Team maßgeblich an der Inbetriebnahmephase sowie den anschließenden Software-Updates und Taktzeitoptimierungen der Station beteiligt und sorgte für einen fehlerfreien Betrieb im Zentrum der BMW-E-Mobilitätsproduktion.
Valeo Siemens (Veszprém – Ungarn) – Integration komplexer Produktionslinien für Mercedes und VW
Das Projekt in Veszprém umfasste die Programmierung und Inbetriebnahme von vier Hightech-Linien zur Produktion von Elektrofahrzeugkomponenten. Unser Fokus lag darauf, das Hauptsteuerungssystem mit mehreren spezialisierten Einheiten im Produktionsprozess zu synchronisieren.
Technische Architektur und Plattform:
- Steuerungsplattform: „Master-Slave“-Architektursystem mit zentralem Siemens S7-1517F-Prozessor und verteilter Intelligenz auf Stationen mit S7-1512SP-Controllern .
- Prozessabläufe: Die Linien integrierten eine breite Palette von Arbeitsweisen: Plasmareinigung, robotisches Pick-and-Place, automatisches Schraubenspannen, Pressen, Klebeauftragen und präzise optische Steuerung.
Expertise in der Geräteintegration:
Ein wesentlicher Teil unserer Arbeit war es, die Sequenzen zu programmieren und eine nahtlose Kommunikation sowie Handschlag zwischen der SPS und verschiedenen Geräten verschiedener Hersteller sicherzustellen:
- Robotersysteme und Sehsensoren: Integration von Kameras und QR-Code-Lesern für Rückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle. Inbetriebnahme des Scara-Roboters zum Anziehen der Schrauben.
- Messgeräte: Einsatz von Messgeräten für Lecktests und komplexe elektrische Tests.
- Kommunikationsprotokolle: Entwicklung robuster Steuerschnittstellen – vom Senden von Startbefehlen bis zur präzisen Verarbeitung von Statussignalen (Fertig, Fehler, Besetzt) in Echtzeit.
Taktzeitoptimierung und Effizienz:
Besonderer Schwerpunkt liegt auf der Zykluszeitoptimierung. Durch eine detaillierte Analyse von Kommunikationsstörungen und die Parallelisierung der Prozessschritte haben wir einen maximalen Leitungsdurchsatz gewährleistet und gleichzeitig die höchsten Qualitätsstandards von Mercedes und VW eingehalten.
EGO Elektro-komponente (Zagreb – Kroatien) – Konstruktion und Automatisierung der Stangenregler-Montagemaschine
Dieses Projekt umfasste eine Komplettlösung – von der Systemprojektierung über die SPS-Programmierung bis hin zur Inbetriebnahme einer Sondermaschine für die Montage der Hauptstütze. Die Maschine ist als hochproduktive Rundschalttischanlage konzipiert, die mehrere verschiedene technologische Prozesse vereint.
Technische Spezifikation des Systems:
- Steuerungsplattform: Das System wird von einer Siemens S7-300 Serie SPS in Kombination mit einem Bedienfeld (HMI) für intuitive Visualisierung und Parametersteuerung gesteuert.
- Antriebslösungen: Die Hauptbewegung erfolgt durch einen präzisen Drehtisch, der von einem Elektromotor angetrieben wird, während die einzelnen Prozessstationen mit pneumatischen Manipulatoren ausgestattet sind.
- Integration von Technologien: Verschiedene Systeme innerhalb der Linie wurden erfolgreich verbunden und synchronisiert, darunter eine Schweißeinheit (Schweißer) und ein Maschinenbildsystem (Kamera) zur Qualitätskontrolle.
Schlüsselfunktionen:
- Multi-Prozess-Stationen: Automatisierte Ausführung einer Reihe von Operationen: Beladen von Bauteilen, Montage, Klemmen, Nieten und Schweißen.
- Rückverfolgbarkeit und Überwachung (Datenverfolgung): Für jede Operation ist ein fortschrittliches Datenüberwachungssystem implementiert. Die SPS überwacht und zeichnet die Status für jedes einzelne Nest auf dem Plattenspieler auf und gewährleistet so die volle Kontrolle über den Montage- und Verifikationsprozess.
- Qualitätskontrolle: Die Integration von Sensoren und Kameras ermöglicht eine automatische Überprüfung jeder Betriebsphase und eliminiert so die Möglichkeit von Fehlern im Endprodukt.
General Electric (Ungarn) – Automatisierung von Öfen zur Wärmebehandlung von Turbinentriebwerkskomponenten
Dieses Projekt umfasste die Entwicklung eines Steuerungssystems für den Glühprozess hochpräziser Stahlteile. Aufgrund der Komplexität der Branche lag der Fokus auf Temperaturstabilität und der Archivierung von Prozessdaten.
Technische Spezifikationen und Funktionalitäten:
- Steuerungsplattform: Das System basiert auf der Siemens S7-300 Plattform
- Präzise Temperaturkontrolle: Implementierung fortschrittlicher Algorithmen zur Regulierung der thermischen Leistung, um eine gleichmäßige Glühung und strikte Einhaltung der festgelegten Temperaturkurven sicherzustellen.
- Logistik & Transport: Vollständige Automatisierung des Transportwagens für das Ein- und Ausfahren der Materialien, integriert in das Sicherheitssystem der Ofentüren.
Datenmanagement und HMI:
- Datenerfassung und Berichterstattung: Ein System zur kontinuierlichen Aufzeichnung und Speicherung von Prozessdaten wurde entwickelt. Jeder Glühzyklus hat seinen eigenen digitalen Datensatz, der für die Rückverfolgbarkeit in der Luft- und Raumfahrt- und Energiebranche entscheidend ist.
- Benutzeroberfläche (HMI): Erstellung eines intuitiven Bedienfeldprogramms, das es dem Bediener ermöglicht, alle Parameter in Echtzeit zu überwachen, Rezepte zu verwalten und historische Temperaturtrends einzusehen.
Magna (Graz – Österreich) – Automatisierung der Karosserie-Dachmontagelinie – „MINI“ (Automobil)
Realisierung einer vollständigen Lösung für die Vorbereitung und Montage von Dachkörpersegmenten auf einer automatisierten Linie für die Marke „MINI“. Das Projekt erforderte die Integration verschiedener Kommunikationsprotokolle und eine präzise Koordination der Roboterzellen mit dem Transportsystem.
Technische Architektur und Management:
- Steuerungsplattform: Das System basiert auf der leistungsstarken Siemens S7-400-Serie von SPS, die zur Steuerung einer großen Anzahl von Ein- und Ausgängen und komplexen Prozessen ausgelegt ist.
- Fortgeschrittene Visualisierung: Implementierung des WinCC-Systems auf Industriecomputern für detaillierte Linienüberwachung, Diagnostik und Verwaltung von Produktionsparametern in Echtzeit.
- Eingebaute Sicherheit: Die Sicherheitsfunktionen der gesamten Baureihe werden der spezialisierten PILZ Safety PLC anvertraut, die das höchste Schutzniveau in der robotischen Umgebung gewährleistet.
Kommunikationsnetzwerk und Peripheriegeräte:
- Interbus- und Glasfaserinfrastruktur: Alle wichtigen Aktuatoren, einschließlich SEW-Frequenzwechselrichter und KUKA-Roboter, sind über das Interbus-Netz über Glasfasern mit der SPS verbunden. Dies gewährleistet vollständige Immunität gegen elektromagnetische Störungen und eine außergewöhnliche Datenübertragungsgeschwindigkeit über große Entfernungen.
- Roboterintegration: Koordination der KUKA-Roboter bei der Manipulation, Punktverschweißung und präziser Klebstoffauftragung am Körper.
- Transportlogistik: Steuerung eines Systems aus beweglichen Walzen und präzisen Körperpositionierungstischen, wodurch maximale Synchronisation zwischen den Stationen erreicht wird.
