Bild 01: Die Leistungsfähigkeit der Metallsprühanlage wurde durch ein Retrofit umfassend verbessert. (Quelle: Heitec)
An einer Metallsprühanlage für die Herstellung der Kondensatoren hat Heitec [1] in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden ein Retrofit der Steuerungstechnik durchgeführt (Bild 1), einschließlich Erhöhung der Testspannung an der Prüfstation, Austausch diverser Hardware-Komponenten und Optimierung der Sicherheitstechnik. Die Funktion der Anlage ist es, eine Kontaktierungsschicht aufzubringen und die Qualität der hergestellten Kondensatoren zu überprüfen sowie fehlerhafte Stellen zu identifizieren.
Umfangreiche Aufgabenstellung
Da für die Teststation keine Konformitätserklärung vorlag, musste Heitec zunächst eine Risikobewertung durchführen, auf deren Basis KBR [2] die Erklärung erstellen konnte. Der Grundaufbau der Anlage sollte bestehen bleiben und nur einzelne Komponenten, wie SPS, Speicherprogramm und Operator Panel ausgetauscht werden. Einige Vorlagen – wie der Quellcode – waren nicht zu verwerten und mussten vollständig ersetzt werden. Der Kunde wünschte explizit eine Erhöhung der Testspannung von 1,5 kV auf 2 kV, was in der Risikobewertung und den Sicherheitsmaßnahmen zu berücksichtigen war und neue elektrische Komponenten und damit ein neues Schaltschrankkonzept notwendig machte. Der Betriebssicherheit war absolute Priorität einzuräumen. Die Entnahme der Testobjekte vom Entladeband erfolgt händisch, sodass gewährleistet werden musste, dass die Kondensatoren nach der Behandlung wieder vollständig entladen sind.
Nach eingehender Analyse wurde weiteres Optimierungspotenzial festgestellt. So war die Bedienung der Anlage bisher suboptimal gelöst, sodass das HMI räumlich umgesetzt, die Visualisierung überarbeitet und die Alarmmeldungen ergänzt werden sollten.
Aufbau der Sprühanlage
Die Sprühanlage hat einen Rundtakttisch mit zwölf Stationen. Über das Beladeförderband werden die Kondensatorrohlinge zugeführt. Mithilfe eines pneumatisch betriebenen Umsetzers wird der Rohling an der ersten Station des Tischs auf einen Dorn aufgesetzt. An den Stationen 3 und 7 wird über eine Leitung der Sprühzelle das Kontaktierungsmaterial aus Zink aufgetragen. Um die zweite Seite beschichten zu können, wird der Kondensator an der Station 5 mittels Dreheinheit gewendet. An Station 8 wird der Kondensator mit AC 48 V vorbestromt. An der Station 9 erfolgt das Freibrennen von Fehlstellen durch Anlegen einer Mittelspannung an den Probanden. An der nachfolgenden Station wird dieser kurzgeschlossen und damit wieder entladen. Nach abschließender Prüfung werden die Probanden in „gut“ und „schlecht“ eingeteilt. Der fertig beschichtete Kondensator wird an Station 12 von einem weiteren pneumatischen Umsetzer auf das Entladeband befördert.
Die anderen Stationen dazwischen haben keine besonderen Funktionen. Der komplette Prozess dauert insgesamt circa 15 Sekunden pro Takt.