In der Prozessmesstechnik werden noch immer die meisten Signale analog übertragen. So auch bei Shaw Industries, dem größten Teppichhersteller der Welt. Bis das Unternehmen einen großen Schritt wagte - und eine Färbelinie auf Ethernet umrüstete.

Die Krise hat den amerikanischen Immobilienmarkt erschüttert. Shaw Industries, Marktführer bei Bodenbelägen für den Wohnbereich, bekam dies hart zu spüren. Doch das Unternehmen handelte, noch ehe die Rezession durchschlug - und suchte nach Wegen, flexibler und effizienter zu produzieren. Dabei gelang mit einer neuen Lösung für das Färben von Teppichböden ein großer Schritt nach vorn.
Im Mittelpunkt dieser Lösung steht ein industrielles Ethernet-Netzwerk - und richtungsweisende Durchflussmesstechnik von Endress + Hauser. Doch der Reihe nach...

Ein Großteil der Teppichböden für den Wohnbereich wird in einem Tauchbad gefärbt. Dazu werden konzentrierte Farb- und Zusatzstoffe mit Wasser vermischt. „Unsere Aufgabe war, eine Anlage so umzurüsten, dass wir mehr Produkte auf derselben Linie fertigen können", erklärt Kevin Espy, leitender Projektingenieur bei Shaw Industries. Dazu war es nötig, die Zahl der Injektionskreisläufe auf 40 zu erhöhen. „Vor allem aber mussten wir die gesamte Anordnung so abändern, dass wir den Durchflussbereich der einzelnen Schleifen ausweiten konnten. Denn je nach Faser brauchen wir ganz unterschiedliche Farb- und Zusatzstoffe in ganz unterschiedlichen Mengen."

Zahlreiche Faktoren beeinflussen, wie viel Färbelösung benötigt wird. Je nachdem, wie lange der Teppich im Dampfbad vorbehandelt werden muss, läuft die Anlage mal schneller, mal langsamer. Dunkle Töne brauchen mehr Farbstoffe; das gleiche gilt für schwere Teppichqualitäten. Dazu kommen strenge Anforderungen an die Qualität: Die Durchflussraten dürfen höchstens um ein Prozent vom Sollwert abweichen.

Schritt in die digitale Zukunft

Rasch war klar, dass das Ziel mit analoger Signalübertragung nicht realisierbar war. Mit einem Signalbereich von 4 bis 20 Milliampere war die Messwertauflösung nicht erreichbar, die für einen so großen Durchflussbereich nötig ist. Der Wechsel auf das digitale HART-Protokoll lag nahe - und doch kam es anders.

Die neu entworfene Färbelinie sollte mit PlantPAx, einem Leitsystem von Rockwell Automation, gesteuert werden. Es arbeitet mit EtherNet/IP, einem auf die Anforderungen der Industrie abgestimmten und inzwischen in der Fabrikautomatisierung weit verbreiteten Ethernet-Protokoll. Eines Tages stellte Rockwell Automation bei Shaw Industries ein Coriolis-Durchflussmessgerät mit EtherNet/IP-Anschluss vor: den Promass 83 von Endress + Hauser.

Das Konzept gefiel, doch war die Entscheidung nicht leicht, da es mit dem Wechsel eines Lieferanten verbunden war. Das Personal ist in der bisherigen Technik geschult, die Geräte sind vertraut, die Ersatzteile liegen im Regal - da braucht es schon überzeugende Argumente. Geräte mehrerer Hersteller wurden auf Herz und Nieren geprüft, in Funktion, Genauigkeit und Verlässlichkeit verglichen. Kommunikationsprotokolle, Gehäuseabmessungen und natürlich der Preis flossen in die Bewertung ein. Das Ergebnis: Der Promass von Endress + Hauser ist deutlich als Sieger herausgegangen.

So entschied sich Shaw Industries am Ende für die Allianz von Rockwell Automation und Endress + Hauser und für die Ethernet-Technologie. Die Installation verlief reibungslos und einfacher als mit herkömmlicher Feldbus-Technologie. Da jedes Instrument über eine eigene IP-Adresse verfügt, kann nach der Installation über das Netzwerk sofort darauf zugegriffen werden. Vor allem bei der Konfiguration spart man dadurch viel Zeit.

Mehr Produkte, weniger Aufwand

Seit mehr als einem Jahr arbeitet die neue Anlage nun störungsfrei. Der Fortschritt ist frappierend: Der Durchflussbereich hat sich mehr als verdoppelt, die Durchflussrate kann zwischen 0,5 und mehr als 50 Litern in der Minute variieren. Statt bislang 48 können heute 78 unterschiedliche Produkte auf der gleichen Linie gefärbt werden. Weil sich die Färbelösung nun exakt und spezifisch dosieren lässt, sind keine Zwischentanks mehr nötig. Das senkt den Aufwand und verringert den Verbrauch an Farb- und Zusatzstoffen. Das senkt die Kosten und ist umweltfreundlich. Längst ist die neue Anlage zum Vorzeigeobjekt geworden; weitere Produktionslinien sollen umgerüstet werden. 

Lesen Sie auch das Interview mit Herrn Michael Ziesemer, COO von Endress + Hauser.


Bildung fördern, Barrieren beseitigen
Die Beseitigung der mentalen Landesbarrieren im Dreiländereck Deutschland, Frankreich und Schweiz war eines der übergreifenden Ziele im Sozialbereich, die sich Georg H. Endress, einer der beiden Firmengründer von Endress + Hauser, schon früh gesetzt hatte. So war er Mitinitiator der trinationalen Lehrlings- und Ingenieurausbildung am Oberrhein, die auch heute noch fester Bestandteil innerhalb der Ausbildung bei Endress + Hauser ist: Aufenthalte in den Werken in Cernay / Frankreich, Maulburg / Deutschland und Reinach / Schweiz sind für die Auszubildenden bei Endress + Hauser im Dreiländereck obligatorisch. Durch die Verleihung des Ehrenpreises „Prix Bartholdi 2011" wird Georg Endress posthum dafür gewürdigt, dass er sich in besonderer Weise um die grenzüberschreitende Zusammenarbeit verdient gemacht hat.

Natürlich hat sich Endress + Hauser seit der Firmengründung im Jahr 1953 weit über die Grenzen des Dreiländerecks hinaus entwickelt: Das Unternehmen verfügt heute über ein Netzwerk von 89 Gesellschaften in 42 Ländern und über Produktionsstätten in der Schweiz, in Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Italien, China, Japan, Indien, Tschechien, Südafrika und den USA.

Der sozialen Verantwortung versucht man weltweit gerecht zu werden. So unterstützt Endress + Hauser die Ausbildung junger Automatisierungsspezialisten am Marathwada Institute of Technology im indischen Aurangabad. Dort wurde ein Schulungszentrum für Prozessautomation eingerichtet, in dem angehende Ingenieure praxisnah an moderner Messtechnik ausgebildet werden. Außerdem können die Studenten Praktika bei Endress + Hauser in Indien absolvieren.