Moderne Steuerungstechnik für automatisierte Käsepflege

Qualität 4.0 im Käsekeller

Die Firma Kaesaro hat einen Käsepflegeroboter entwickelt, der die Effizienz und Qualität in europäischen Käsekellern verbessern soll. Das Herz dieser außergewöhnlichen Automatisierungsanwendung bildet eine Systemlösung von Sigmatek. Sie reicht von der Steuerung mit integrierter Safety über die Antriebstechnik bis hin zur Software und eröffnet dem Anwender eine Palette an Vorteilen.
Bild: Sigmatek GmbH & Co KG

Europa ist Weltmeister im Käsekonsum: Mit durchschnittlich rund 19kg Käse pro Jahr und Kopf liegen wir vor den USA und Kanada. Doch bevor ein Käse auf den Tisch kommt, muss er für den besonderen Geschmack im Käsekeller geschmiert, gepflegt und gelagert werden. Dafür werden in den großen Kellern leistungsstarke Roboter eingesetzt. Der Einsatz von Käsepflegemaschinen ist unabdingbar, um die geforderte Käsemenge verarbeiten und rechtzeitig marktfertig machen zu können.

Eine solche Maschine ist der neue Käsepflegeroboter Kaesaro S der gleichnamigen Firma aus dem St. Galler Rheintal in der Schweiz. 200 Bretter mit drei oder vier Käselaiben pro Brett kann der Roboter pro Stunde bearbeiten. Er wendet und schmiert den Käse fachgerecht und wechselt den Platz des Laibs auf dem Brett. Schmierzeit, Bürstendruck und -drehzahl sowie Schmiermittelmenge werden je nach Käsesorte parametriert. Diese professionelle Käsepflege ist essenziell für eine hohe Qualität des Produkts, das durch Farbe, Geschmack, Konsistenz und nicht zuletzt auch durch Haptik überzeugen muss.

 HMI, Steuerung, Safety, Servodrives und Umrichter: Alle Systemkomponenten des Käsepflegeroboters kommen aus dem Automatisierungsbaukasten von Sigmatek.
HMI, Steuerung, Safety, Servodrives und Umrichter: Alle Systemkomponenten des Käsepflegeroboters kommen aus dem Automatisierungsbaukasten von Sigmatek. Bild: Sigmatek GmbH & Co KG

Sichere Steuerung

Dass der vollautomatische Käsepflegeroboter Kaesaro S seit kurzem bei einem der größten Milchverarbeiter der Schweiz steht, ist auch auf die verbaute Automatisierungshard- und Software von Sigmatek zurückzuführen. HMI, Steuerung, Safety sowie Servodrives und Frequenzumrichter – alle Systemkomponenten des Käsepflegeroboters kommen aus dem Automatisierungsbaukasten des Salzburger Unternehmens. Bedienung und Steuerung wurden mit einem Panel vom Typ VFS 122 realisiert, das mit einer speziellen Touch-Oberfläche für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie designt wurde. Es ist zugleich Herz der Steuerung und zudem Master für den Echtzeit-Ethernet-Standard Varan.

Das im Roboter verbaute S-Dias-Steuerungssystem kombiniert hohe Packungsdichte mit großer Leistung, mechanischer Stabilität und komfortabler Handhabung. In einem I/O-Modul sind bis zu 20 Kanäle verpackt. Für jede Automatisierungsaufgabe steht das passende Hutschienenmodul bereit. Auch integrierte, TÜV-zertifizierte Safety-Module von Sigmatek kommen bei Kaesaro zum Einsatz. Die Sicherheitssteuerung beinhaltet ein Safety-CPU-Modul vom Typ SCP111 mit entsprechend sicheren I/Os nach SIL3/PLe/Kat4.

 Ein Blick in das Innere des neuen Käsepflegeroboters: das Steuerungssystem S-Dias inklusive Safety, die Dias-Drives der Serien 100 und 300 sowie die Frequenzumrichter FDD 3000.
Ein Blick in das Innere des neuen Käsepflegeroboters: das Steuerungssystem S-Dias inklusive Safety, die Dias-Drives der Serien 100 und 300 sowie die Frequenzumrichter FDD 3000.Bild: Sigmatek GmbH & Co KG

Präzise Antriebe

Antriebsseitig werden Servoverstärker der Serien Dias-Drives 100 und 300 eingesetzt. Das hochkompakte, modulare Multiachssystem Dias-Drive 100 ist für hochdynamische Maschinen konzipiert und zeichnet sich durch eine kompakte Bauform und geringe Verlustleistung aus. Pro Baugruppenträger sind bis zu acht Servoachsen im Zwischenkreisverbund möglich, versorgt von einem Netzmodul (MDP), das sich einfach und unkompliziert mit einer Schnapp-Verriegelungsmechanik auf dem Modulträger montieren lässt. Für die größeren Antriebe im Leistungsbereich von 8 bis 14kVA kamen im Käsepflegeroboter Dias-Drives 300 zum Einsatz, die bis zu drei leistungsstarke Endstufen onboard haben. Aufgrund der Kommunikation in harter Echtzeit über Varan-Bus wird die Präzision der Bewegungsführung erhöht.

Die Drehstrommotoren für die Bürstenantriebe werden über die fein skalierbaren FDD-3000-Frequenzumrichter angesteuert. Sie lassen sich direkt über den Varan-Bus ansteuern. So können die wirtschaftlich arbeitenden Asynchronmotoren mit den Umrichtern präzise und effizient gesteuert werden. Die FDD-3000-Modelle sind gut geeignet, wenn kurzzeitig ein hoher Drehmomentbedarf gefragt ist, weil die Überlastkapazität bis 180 Prozent beträgt. Die ein- bzw. dreiphasigen Frequenzumrichter decken einen Leistungsbereich von 0,37 bis 90kW ab.

 Bis zu 800 Käselaibe pro Stunde bearbeitet der Kaesaro-S-Pflegeroboter 
mit einer Automatisierungskomplettlösung von Sigmatek.
Bis zu 800 Käselaibe pro Stunde bearbeitet der Kaesaro-S-Pflegeroboter mit einer Automatisierungskomplettlösung von Sigmatek.Bild: Kaesaro

Moderne Projektierung und Wartung

Mit dem objektorientierten Engineering Tool Lasal konnte die Applikationssoftware der neuen Maschine modular aufgebaut werden. Das vereinfacht Wartung, Wiederverwendung und Weiterentwicklung des Anwenderprogrammes deutlich. Die einsatzbereiten, getesteten Basis- und Technologiefunktionen stehen in umfangreichen Lasal-Bibliotheken bereit. Der Applikationsingenieur muss diese nur in sein Projekt ziehen und entsprechend konfigurieren.

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