Butelka z krachlą wraca w wielkim stylu - dzięki pomocy B&R

Powrót do listy artykułów Aktualizowany: 2013-08-19

Stara, dobra butelka z krachlą wraca w wielkim stylu. Firma AMS Getränketechnik projektuje i wytwarza maszyny wykonujące wszystkie zadania technologiczne, których automatyzacja jest trudna, a związane z wytwarzaniem i zamykaniem butelek z krachlą, czyli z tzw. ceramicznym lub odchylanym korkiem. Unowocześnienie automatyki za pomocą rozwiązań oferowanych przez B&R pozwoliło w rekordowym czasie opracować nową linię do rozlewania. Dzięki niezrównanej wydajności, wygodzie i prostocie obsługi klient wzmocnił swoją pozycję lidera na rynku globalnym.

Piwosze znają je i uwielbiają już od dziesięcioleci. Butelki z krachlą są także napełniane napojami wysokoprocentowymi i sokami owocowymi, czy też np. oliwą, olejami lub octem. Służą również jako opakowania do płynnych kosmetyków i środków higieny. Korki krachlowe są praktycznym i wszechstronnym rozwiązaniem stosowanym w butelkowaniu produktów. Krachle idealnie nadają się do produktów pod ciśnieniem, np. gazowanych dwutlenkiem węgla. Krachle można otwierać i zamykać bez ograniczeń, a przy tym nie wymagają otwieraczy. Ich minusem jest koszt przekraczający ceny zwykłych zamknięć do butelek oraz skomplikowany montaż mechanizmu pałąkowego krachli na butelce i wreszcie zamknięcie korka: operacja, którą znacznie trudniej zautomatyzować niż w przypadku kapsli czy nakrętek.

Dla wielu osób, szczególnie w krajach niemieckojęzycznych, charakterystyczne pyknięcie otwieranej krachli budzi nostalgię. Kojarzy się z napitkiem podczas pracy na powietrzu lub na budowie sprzed lat, gdy wszystko robiono "znacznie lepszej jakości i wytrzymalsze", a niekiedy przywołuje bardzo dobre wspomnienia. Butelka z krachlą stała się przedmiotem kultu wśród niemieckiej młodzieży lat 80-tych i 90-tych dzięki Wernerowi, bezrobotnemu rowerzyście, który jest postacią wszechczasów niemieckiego komiksu. Tym samym butelki z krachlą nabierają również wartości marketingowej. Po niemalże całkowitym ich zniknięciu z rynku w latach 70-tych, butelki z krachlą wracają od lat 80-tych, szczególnie jako opakowania dla niszowych lub gatunkowych marek piwa.

1 Rosnąca presja automatyzacji
Korki krachlowe są zazwyczaj montowane ręcznie. Złożenie zamknięcia i założenie mechanizmu na szyjkę wymaga wysiłku. To praca monotonna i bardzo niewdzięczna. W Niemczech, gdzie butelki z krachlą są zwrotne, do obiegu wraca zaledwie ich ok. 5%. W innych krajach dominują bezzwrotne butelki z krachlą, a zatem ich produkcja na poziomie dziesiątków milionów sztuk naprawdę wymaga stosowania rozwiązań z dziedziny automatyki.

Niegdyś proces zamykania i uszczelniania krachli był również wykonywany ręcznie. Ten stopień automatyzacji (a raczej jej brak) wystarcza na potrzeby produkcji małoskalowej, lecz zadanie staje się niewyobrażalne w przypadku produkcji masowej, wymagającej zamykania kilkuset tysięcy butelek na godzinę. Należy zauważyć, że tak duża wydajność nie jest niczym nadzwyczajnym.

2 Luka na rynku po monopolu

Helmut Gazso, założyciel i wspólnik AMS Getränketechnik GmbH

"Zawsze możemy liczyć na znakomitą austriacką jakość silników przekładniowych B&R, jak i innych produktów tej firmy," stwierdza Helmut Gazso, założyciel i wspólnik AMS Getränketechnik GmbH.

Już w latach 60-tych XX w. opatentowano maszynę wykonującą automatycznie opisywane czynności. Jednakże gdy butelki z krachlą zniknęły w latach 70-tych, niemiecki producent będący posiadaczem patentu – i jednocześnie monopolistą z tego tytułu – wstrzymał dalszy rozwój technologii.

Helmut Gazso, z wykształcenia metalowiec i mechanik-brygadzista, uznał że przestarzała technologia przestała odpowiadać wymaganiom rozrastającego się przemysłu browarniczego, a tym samym istnieje luka na rynku, która czeka na kogoś, kto ją zajmie. I zrobił to w 1994 roku, zakładając firmę AMS Getränketechnik, specjalizującą się w maszynach do napełniania butelek z krachlą. Na międzynarodowych targach Brau Beviale w 1995 roku, firma AMS przedstawiła prototyp maszyny, która postawiła cała branżę na nogi. AMS Getränketechnik jest obecnie światowym liderem w swojej specjalizacji, który wyprodukował już 75 maszyn, działających na całym świecie.

Gazso twierdzi, że za sukcesem przedsiębiorstwa z dolnej Austrii stoi zorientowanie na wiedzę fachową i klienta. "Skupiliśmy się na ściśle określonej dziedzinie i nie robimy niczego innego," wyjaśnia założyciel AMS. "Pracujemy nad konieczną standaryzacją naszej technologii, lecz projektowane przez nas maszyny są owocem ścisłej współpracy z klientami. Są jednocześnie najszybsze na rynku."

Zamykarka do butelek z krachlą firmy AMS odbiera butelki z linii rozlewania, ustawia je, zamyka i sprawdza stan zamknięcia w biegu, z prędkością dziesięciu butelek na sekundę. W roku 2005, czyli w dziesiątą rocznicę wyprodukowania pierwszej zamykarki, do linii technologicznej dodano mocowarkę krachli. Według pierwotnego projektu mocowarka wymagałaby ręcznego wykonania kilku czynności, lecz w trakcie jej rozwoju dodano sortownik, który za pomocą kamer i układów zrobotyzowanych ustawia skompletowane korki krachlowe przed podaniem na mocowarkę.

3 Przejście na dostawcę z szerszą ofertą

Wiele systemów opracowanych przez AMS nie pracuje niezależnie, lecz w większych liniach produkcyjnych w sprzężeniu z systemami rozlewania wytwarzanymi przez znanych producentów. Ponieważ owi producenci automatyzują swoje linie za pomocą technologii B&R, w końcu programista elektroniki z AMS, Stephan Holzer, zasugerował zmianę dostawcy na B&R.
Pod koniec 2010 r. browar z Tajwanu złożył zamówienie na zamykarkę krachli z AMS oraz na rozlewnię liniową u poddostawcy. Jednakże podwykonawca nie mógł zrealizować zamówienia. Z braku podobnych systemów, mogących spełnić wymagania techniczne, firma AMS opracowała rozlewnię liniową samodzielnie. Tak powstał system gwarantujący najwyższą jakość rozlewania do butelek nawet dla mniejszych zakładów, np. mikrobrowarów. Jednak możliwe zastosowania omawianej modułowej rozlewni krótkorurowej nie ograniczają się wyłącznie do piwa. Rozlewnia może pracować z dowolnymi cieczami w butelkach szklanych lub PET o średnicy od 50 do 120 mm i wysokości w zakresie 180 - 470 mm, zachowując niesamowicie dokładną powtarzalność wysokości napełniania.

4 Katalizator innowacji

"Pomimo krótkich terminów postanowiliśmy zrealizować projekt zmiany dostawcy, ponieważ mogliśmy wówczas zacząć projektowanie od zera, bez komplikacji wynikających z istniejącego oprogramowania," mówi Gazso. "Firma B&R czynnie pomagała nam, współpracując nad koncepcją i dostarczając narzędzi koniecznych do jej oceny."

Automation Studio, będące uniwersalnym narzędziem do wykonywania wszystkich zadań z programowania automatyki nowego systemu, znacznie uprościło pracę – nie tylko inżynierom AMS, ale również podnajętej firmie programistycznej, GEMINOS Anlagenbau. "Nieważne, czy muszę opracować sterowanie procesu, interfejsy HMI, sterowanie ruchem lub technologie bezpieczeństwa, wystarczy mi zakup i instalacja tylko jednego narzędzia," oświadcza Holzer z wyraźnym zadowoleniem. "Co ważniejsze, muszę opanować tylko jedno narzędzie, co w warunkach wdrażania pierwszego projektu dla nowego klienta w bardzo krótkim terminie ma niebywałą zaletę."

Stephan Holzer, programista elektroniki w AMS

Stopień integracji i wydajności omawianego rozwiązania automatyki osiągnięto dzięki nowym technologiom, które znalazły się we właściwym czasie. Projektanci otrzymali dokładnie takie produkty, których potrzebowali do zrealizowania ich zamysłu.
Do przyszłych szeregów maszyn AMS wykorzysta pulpit Power Panel 500 w obudowie ze stali nierdzewnej, pełniący rolę kompaktowego pulpitu operatora. Większość z nich będzie pracowała hybrydowo na systemach operacyjnych Automation Runtime firmy B&R i Windows®. Dlatego rozwiązanie może realizować wszystkie zadania regulacyjne, a jednocześnie ułatwia korzystanie z interfejsu HMI dzięki zintegrowanemu podręcznikowi pomocy w formacie PDF oraz wideosamouczkom. Wprowadzono prosty i bezpieczny system zdalnej konserwacji, oparty o oprogramowanie od zewnętrznego dostawcy, pracujące w środowisku Windows®. AMS wykorzystała również zintegrowany czytnik czipów identyfikacyjnych, służący do kontroli dostępu.

"System operacyjny Automation Runtime firmy B&R pracuje na sterowniku Power Panel 500 w obudowie ze stali nierdzewnej, z integrowanym czytnikiem czipów identyfikacyjnych." Stephan Holzer, programista elektroniki w AMS

Na panelu operatorskim Power Panel równolegle pracują system operacyjny B&R oraz Windows, użytkownik może otwierać różne dokumenty i rysunki, a także wykonywać zdalnie konserwację za pomocą zwykłych i popularnych programów dla systemu Windows.

System operacyjny B&R oraz Windows w Power Panel

5 Decentralizacja przy zachowaniu pełnej mocy

POWERLINK łączy sterownik Power Panel 500 z resztą automatyki. Składa się ona z komponentów systemu X20 umieszczonych w centralnej szafie sterowniczej oraz pomocniczych szafach sterowniczych, a także komponentów X67 zainstalowanych bezpośrednio na ramie maszyny. Istniejące rozgałęźniki zaworowe sprzęgnięto za pomocą modułów XV.
Liczne osie ruchu maszyny napędzane są serwami ACOPOS. Sterują one silnikami synchronicznymi serii 8LSA z przekładniami produkcji B&R, zaś część z nich wyposażono w kompaktowe falowniki VFD ACOPOSinverter P74, również połączone siecią POWERLINK. "Prostota użytkowania, przebogate funkcje i dynamika sterowania ruchem przekroczyły nasze najśmielsze oczekiwania," wspomina Holzer. "Środowisko programowania sterowania ruchem bardzo utrudnia operatorom jakiekolwiek pomyłki, zaś sieć POWELINK właściwie samoistnie zapewnia stałą synchronizację osi."

Najbardziej zaawansowane rozwiązania nie kończą się na standardowych urządzeniach. Wyrafinowane zabezpieczenia, np. okna ochronne z hartowanego szkła z nastawnymi ryglami niesterowanymi ręcznie sprzężono ze sterownikiem SafeLOGIC za pomocą modułów X67 pracujących w protokole openSAFETY. POWERLINK pozwala systemowi sterowania bezpieczeństwem komunikować się z komponentami serii ACOPOS. Funkcje Safe Motion Control chronią operatorów podczas pracy na maszynie, nie wymagając skomplikowanego okablowania ani wymyślnej diagnostyki.

6 Kupuj lokalnie, to się opłaca

"Największe wrażenie wywarły na nas usługi wsparcia bezpośredniego, świadczone przez B&R, zarówno w postaci fachowego doradztwa jak i dostępności komponentów zamiennych," podkreśla Gazso. "B&R jest firmą z Austrii, tak jak nasza, dlatego nie istnieją bariery językowe i podróże między siedzibami nie są długie." Ponadto dzięki zapisowi wszystkich danych konfiguracyjnych w centralnym sterowniku, służba techniczna klienta może na własną rękę wymieniać elementy sterowania, HMI i wykonawcze. Jest to możliwe ponieważ poszczególne urządzenia nie potrzebują własnych, niestandardowych nastaw ani specjalistycznych narzędzi programistycznych.

Na wystawie Brau Beviale w listopadzie 2011 roku firma AMS przedstawiła rozlewnię liniowa "Sansibar", pierwszy swój wyrób wyposażony w automatykę B&R. W maju 2012 roku rozlewnia rozpoczęła pracę w zakładzie na Tajwanie. Od tamtego czasu AMS wyposażyła w rozwiązania B&R jedną zamykarkę krachli oraz trzy mocowarki krachli. "Nadal umożliwiamy naszym klientom zamawianie maszyn z układami sterowania, HMI i napędami od innych dostawców," dodaje Gazso. "Lecz gdy pojawia się takie życzenie, zawsze mówimy im o podstawowych zaletach, wydajności i wygodzie, z której chcą zrezygnować na rzecz obcych rozwiązań."

ACOPOSmulti