Hochtemperaturöfen erfüllen seit jeher den Zweck, den ihre Bezeichnung bereits in sich trägt: Sie stellen hohe Prozesstemperaturen für unterschiedlichste Verfahren zur Verfügung. Je nach Anforderung reichen die Baugrößen vom kompakten Tisch-, bis zum containergroßen Großgerät. In der Vergangenheit sind diese Geräte – zunächst auch ungeregelt – einfach eingeschaltet worden. Wachsende Anforderungen der Prozessindustrie lieferten einhergehend wachsende Anforderungen an die mittlerweile notwendig gewordene Regelungstechnik wie auch die Bedienoptionen der Geräte. Die Geräte sollten nach und nach nicht mehr nur einfach eingeschaltet werden: Temperaturen sollten anforderungsspezifisch im entsprechenden Temperaturbereich wählbar, Temperaturprogramme mit Rampenfunktionalitäten entsprechend ausführbar und speicherbar sein, Temperaturverläufe aus laufenden Prozessen mussten dargestellt werden und nicht zuletzt spielen auch die benötigten Energiedaten immer mehr eine Rolle. Nicht unerhebliche Anforderungen im Bereich der Leistungsfähigkeit der Öfen stellt die Dentalindustrie, denn hier kommt es nicht lediglich auf pures Beheizen des Nutzvolumens an.
Nebenanforderungen an Anlage und Benutzerführung
Seiteneffekte wie der bekannte \’Venturi-Effekt\‘ sind zu beachten, Verbräuche und Prozesszeiten sollten stets minimiert werden und Erfahrungen aus der Anwendung sollten benutzerseitig in die Steuerung einfließen. Hochpräzise Sinterprozesse für komplexe Formen und Materialien müssen nicht nur im Prozessraum umsetzbar sein, sie müssen auch für den Bediener in einfacher und transparenter Form erweiterbar, editierbar und individualisierbar sein, ohne hierbei Eingriff in die komplexe PID-/Amplitudenregelung nehmen zu müssen. Lösungsansätze bieten sich im Bereich der Visualisierung für den Anwender in vielerlei Hinsicht – moderne HMI-, oder hochkompakte IPC-Lösungen, in ergänzender Koexistenz zur regelnden SPS, leisten nicht nur alle notwendigen Aufgaben für diesen Bereich, sie sind oft einfach in Projektierung oder Programmierung und entsprechen in ihrer Hardwareausführung allen notwendigen Standards die durch die Prozessindustrie an sie gestellt werden.
Wissenschaftlich begleitete Entwicklung
Die aktuelle Produktlinie Denta-Star mit dem Modell K2 der mittlerweile seit über 30 Jahren am Markt erfolgreichen Firma Thermo-Star GmbH stellt sich diesen Herausforderungen. Sie zeichnet sich durch innovative Eigenentwicklungen aus. Ein DEGM-geschütztes Coaxial-Beflutungssystem für Ag-Gas wirkt dem Venturi-Effekt entgegen und mindert den Oxidationsprozess am Sintergut durch die resultierende Formiergaszuführung. Unter wissenschaftlicher Begleitung von Prof. Dr.-Ing. Claudia Fleck der TU Berlin wurde bereits während der Entwicklungsphase ein gesteigerter Wert auf eine praxistaugliche Gestaltung und Konstruktion gelegt. Vielschichtige Meinungs-, und Kundenumfragen sowie seitens der TU Berlin unterstützte Feldversuche im Bereich der CoCr-Hybrid-Material-Sinterung lieferten ein marktreifes Endgerät, das mehr als \’nur\‘ praxisbewährte Qualität sintert, sondern bereits im frühen Stadium für vielfältige Patientenarbeiten zuverlässig zum Einsatz kam. Nicht zuletzt aus diesem Grund setzt die TU Berlin die Geräte von Thermo-Star standardmässig in der Prozesskette für gesinterte NEM-Versorgungen ein.
Konzeptionelle Umsetzung des HMI Konzeptes
Die mehrsprachig anwählbare Bedienung ist einfach zu erlernen. Sechs Programme für verschiedene Konfigurationen, sowie 30 individuell konfigurierbare Programme für unterschiedliche Kombinationen von Sintermetall und Schutzgas stehen dem Endanwender zur Verfügung. Die verwendeten GP4201 HMIs von Pro-face erledigen die Verwaltung der Programme und zeichnen sich, ebenso wie die Öfen, durch Langlebigkeit, Robustheit sowie Zuverlässigkeit aus. Die Displays werden durch die durchgängig auf Drag & Drop konzipierte Projektierungssoftware GP-Pro EX projektiert – hier spiegelt sich die langjährige Erfahrung des weltweit agierenden Unternehmens Pro-face wider, denn durch die im Funktionsumfang breit aufgestellte Software sind alle Standardfunktionen aus dem Bereich Bedienen & Beobachten bereits als vorgefertigte Funktionalitäten in der Software enthalten und müssen lediglich auf den individuellen Anwendungsfall adaptiert werden, langwieriges Engingeering im Bereich der Visualisierung konnte hier auf ein Minimum reduziert werden. Die modernen Elemente innerhalb der Pro-face Software sorgen für zeitgemässes Aussehen, klare Linien für Übersichtlichkeit und einfache, intuitive Bedienung des Ofens. Langzeitbeobachtung des Prozesses ist über ein 72-Stunden Trending realisiert, welches ausfallsicher im SRAM des HMI gepuffert wird, die Erweiterung der individuellen Programme sowie deren Speicherung über USB und eine Anbindung über die lokale Ethernet-Infrastruktur zum eigenen PC-Programm ThermoView um aktuelle Zustände, Datenlogging und Rezepturverwaltung auch von externer Seite bedienen zu können, waren im Projektierungsprozess des HMI schnell konzipiert und umgesetzt. Letztliche Optimierung des Denta-Star K2 im Bereich der Wirtschaftlichkeit führten zu ~50% Ersparnis für die Sparte Schutzgas, Sinterzeit sowie Energieverbrauch sind mit ~30% ebenfalls drastisch reduziert worden. Thermo-Star setzt nicht nur in den Geräten der Denta-Star K2 Serie auf Pro-face Displays – alle displaybestückten Produktreihen sind ab Werk mit den leistungsfähigen und robusten Geräten von Pro-face ausgestattet, denn nicht zuletzt sorgen auch der gute Produkt-wie auch Softwaresupport für den erfolgreichen Einsatz der HMIs wie auch die stetige Weiterentwicklung von Benutzerführung und Leistungsspektrum im Bereich Bedienen & Beobachten. Für den aktuellen Markt entwickelt, mit dem Rüstzeug für die Anforderungen von morgen – Thermo-Star und Pro-face bilden hier ein schlagkräftiges Duo.
