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.
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.
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.
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.
Weil alle relevanten Komponenten vom selben Hersteller platzsparend und aus einem Guss entwickelt wurden, bleibt der Roboter in seiner Bauform kompakt und bei einem eventuellen Ausfall der Systemkomponenten wartungsfreundlich. Alle Komponenten können mit einfachen Handgriffen und ohne großen Aufwand ausgetauscht werden, da die Parametrierung von der Steuerung automatisch übernommen wird und selbst für den Austausch von Safety-Komponenten kein Programmierwerkzeug vor Ort benötigt wird.
Ein wesentlicher Beitrag für die Langlebigkeit der Systemkomponenten wird durch den Einsatz von ausschließlich lackierten Elektronikplatinen geleistet, da so aggressive Medien aus dem Umfeld der Anlage wie Ammoniak der Elektronik keinen Schaden zufügen können. Die Möglichkeit zur Fernwartung des Käsepflegeroboters ist standardmäßig eingebaut und wird von Kaesaro auf Wunsch übernommen. Dafür werden regelmäßig Daten gesammelt und ausgewertet, die bei der Organisation der Kellerverwaltung oder bei der Fehlersuche helfen.
Innovation durch Zusammenarbeit
Sigmatek arbeitet im Bereich Automatisierung seit Jahren mit der Lässer Holding zusammen, die ihren Sitz auch im St. Galler Rheintal in der Schweiz hat. Zum weltweit tätigen Stickmaschinenhersteller gehört auch das Tochterunternehmen Kaesaro, das sich der Automatisation europäischer Käsekeller verschrieben hat. „Wir haben uns für die Firma Sigmatek entschieden, weil wir mit deren Automatisierungstechnik bereits gute Erfahrungen im Textilbereich gemacht haben und Sigmatek für uns ein zuverlässiger Partner ist“, so Reto Spirig, Leiter der Entwicklung Steuerungstechnik bei Lässer. Die langjährigen Erfahrungen mit den Lösungen von Sigmatek und die partnerschaftliche Zusammenarbeit hätten mitgeholfen, die Entwicklungszeit des Käsepflegeroboters effizient zu gestalten. Die Maschine wurde in gut einem halben Jahr entwickelt. Die Basis bildete der Käsepflegeroboter ECO – ebenfalls mit Sigmatek-Steuerung – der vor knapp zwei Jahren in den Markt eingeführt werden konnte.
Kaesaro wurde 1984 gegründet und gehört heute zur Lässer Holding. Das Unternehmen will mehr Effizienz und Qualität in europäische Käsekeller bringen. Dafür bietet Kaesaro Automatisierungslösungen für die Pflege von Hart- und Halbhartkäse in diversen Formaten. Durch automatisch und sicher funktionierende Käsepflegeroboter mit durchdachter Steuerung werden dabei hohe Standards garantiert.
