Zügig und sicher

Rush-hour in Zeven. Ein Milchsammelwagen nach dem anderen fährt am zweitgrößten Produktionsstandort des DMK vor. Wiegen, Einfahren, Analysieren, Abtanken. 18 LKW-Gespanne liefern jetzt in der Stunde Rohmilch an. Damit das klappt, sorgt ein Leitrechnersystem für den begleitenden Datenfluss: An welche Station der Fahrer auch fährt – die Steuerung weiß bereits Bescheid.

DMK Deutsches Milchkontor ist mit Abstand Deutschlands größter Molkereikonzern, der Standort Zeven nicht nur Sitz der Gesellschaft, sondern auch einer der größten Produktionsstandorte. Mehr als 800 Mitarbeiter produzieren hier Frischkäse und H-Produkte, Kaffeesahne und Kondensmilch, Buttermilch und Milchpulver. Im vergangenen Jahr wurden erstmals mehr als eine Milliarde Kilogramm Milch angeliefert. Rund um die Uhr rollen die Milchsammelwagen an, gleichmäßig dicht getaktet mit nur wenigen Spitzen. Eine Waage gibt es und sechs Abtankplätze. Damit die Milchannahme hier reibungslos funktioniert, sorgt ein ausgeklügeltes Leitrechnersystem für optimalen Datenfluss. „Bei unseren eigenen Fahrzeugen läuft bereits alles papierlos“, berichtet Team-Leiter Thomas Will. Die Fahrer melden sich mit ihrem Transponder an den einzelnen Stationen – Waage, Analyse, Abtankplatz, Reinigung – an, der Leitrechner liefert der Steuerung die vorliegenden Daten. Die Freigabe des einzelnen Prozessschritts erfolgt nur bei korrekter Datenlage.

Es muss zügig gehen

„Die Rohmilchannahme muss zügig verlaufen“, sagt Thomas Will, „wenn hier etwas nicht klappt, haben wir ganz schnell einen riesigen Rückstau.“ Gleichzeitig sind die Anforderungen an die Überwachung gewachsen. Die Hemmstoffkontrolle als CCP soll auf dem aktuellen Stand der Technik sein – und weitgehend automatisiert erfolgen. Es gilt also: Zuverlässige Analyse, Abtankfreigabe nur bei Hemmstofffreiheit, minimaler Zeitbedarf für den Prozess. Um das zu gewährleisten, wurden die vorhandenen Komponenten in ein neues Gesamtkonzept eingebunden und gezielt ergänzt. Selbstverständlich gab es auch vorher schon elektronischen Informationsfluss, etwa über die Kopplung mit dem Laborsystem, aber eben nicht durchgängig – und dadurch mit zeitaufwendigen „Papierschritten“ und dem Restrisiko von Falschfreigaben verbunden. Gleichzeitig hat DMK Zeven die Rohmilchannahme von drei auf sechs Plätze vergrößert – bei steigender Milchmenge war dies notwendig geworden.
 

Die Milchannahme beginnt mit der Waage. Im Zuge der Modernisierungsmaßnahme wurden sowohl die Steuerung als auch die Wägezellen ersetzt. „Wir waren hier vorher einerseits abhängig vom Drittanbieter“, erklärt Thomas Dilissen, Leiter der Instandhaltung von Trocknung, Annahme und Betriebsraum, „andererseits war der Informationsfluss nicht optimal.“ Ausgetauscht wurde die alte Wägeelektronik gegen eine Siwarex-FTA Wäge-und Dosierelektronik, die ein Bestandteil der Simatic S7-Steuerung ist. Die Bedienung der Waage erfolgt durch den jeweiligen Fahrer über ein Simatic HMI Panel TP177B. Zwei wesentliche Gründe sprachen für den Einsatz der Siwarex-Baugruppe:

Die nahtlose Kommunikation mit anderen S7-Komponenten und das im Haus vorhandene Know-how im Umgang mit Siemens-Steuerungen. „Die Frage nach Alternativen stellte sich also nicht wirklich“, so Thomas Dilissen, „denn wir wollten unser Know-how auch nutzen.“ Eine weitere wichtige Voraussetzung erfüllt die Steuerung: Die Kommunikation mit dem Leitsystem erfolgt über die Standardschnittstelle OPC.

Und je konsequenter Standardschnittstellen genutzt werden, desto einfacher – mit geringem bis gar keinem Programmieraufwand – können Komponenten ins Gesamtsystem integriert werden. Das System der Rohmilchannahme wird von einem Leitrechnersystem – gekoppelt mit dem Labormanagement – der Firma inray Industriesoftware gesteuert, das alle Daten der einzelnen Prozessschritte sammelt, auswertet und entsprechend die Freigaben für die nächsten Schritte erteilt oder das System verriegelt.

Eintritt über Transponder

Per Transponder identifiziert der Fahrer sein Milchsammelfahrzeug an der Waage. Die Daten gelangen zum Leitrechner, der einen eindeutigen Vorgang anlegt. Alle folgenden Daten werden diesem Vorgang zugeordnet – im Leitrechner und im Laborsystem. „Unsere eigenen Fahrzeuge halten dabei auch alle abrechnungsrelevanten Daten bereit“, erläutert Thomas Will, „beispielsweise die SAP-Buchungsnummer.“ Vollgewicht und Eichspeichernummer werden jetzt an den Leitrechner übertragen, die Steuerung öffnet die Schranke, der Fahrer fährt zur Annahmehalle mit den sechs Abtankplätzen. Mit seiner Milchprobe geht der Fahrer zunächst zum Leitstand. Dort sind, ebenfalls mit Transponder-Lesern gekoppelt, die Analysegeräte für Hemmstoff und pH-Wert aufgestellt. Der Fahrer meldet sich wieder mit dem Transponder an und führt die Analysen durch. Die Daten werden direkt an den Leitrechner übertragen und können dank der Transponder-Identifizierung dem Vorgang zugeordnet werden. Zurück am Abtankplatz, identifiziert sich der Fahrer wieder. Nur dann, wenn zu seinem Vorgang korrekte Analysewerte vorliegen – keine Hemmstoffe und pHWert innerhalb der Grenzwerte – erhält er die Abtankfreigabe. Und wirklich nur dann: Auch bei Fehlern in der Datenkommunikation bliebe das System verriegelt, weil die Steuerung kein definitives „OK“ vom Leitrechner bekäme.

Sofern die tägliche Reinigung notwendig ist, fährt der Fahrer danach an die Waschanlage. Auch hier muss der Leitrechner nach Transponderübertragung wieder den Prozess freigeben – gereinigt werden darf nur, wenn die komplette Milchmenge auch tatsächlich abgetankt wurde. Es folgt am Ende die Ausgangswaage, wieder mit Identifizierung und Übertragung der Daten zum Leitrechner. Fahrer von Fremdfahrzeugen erhalten beim Pförtner die notwendigen Dokumente – Wiegenoten oder Reinigungszertifikate. Bei DMK-eigenen Fahrzeugen bleibt der Vorgang papierlos. Und der Milchsammelwagen ist nach 25 Minuten wieder vom Platz, unterwegs zu den nächsten Landwirten auf seiner Tour.

„Für uns ist das ein spannendes Projekt, weil wir sowohl vorhandene Komponenten integriert als auch mit ganz neuen Systemen ergänzt haben“, sagt Projektleiter Sören Rose von inray, „grundsätzlich können wir mit unserem OPC Router bestehende Inseln ohne großen Aufwand verbinden.“ Der Software-Router arbeitet dabei als „Datendrehscheibe“ und sorgt für die reibungslose Kommunikation. „Neue Systeme setzen wir dann als Webanwendung im Intranet um.“ Schrittweise entsteht so ein vielfältiges, individuelles Produktionsportal.

Inbetriebnahme ohne Betriebsunterbrechung

„Die Inbetriebnahme haben wir ohne Betriebsunterbrechung durchgezogen“, erinnert sich Thomas Will, „die Kühe hören ja nicht auf, Milch zu geben, nur weil Software installiert wird.“ Während einer kurzen Übergangsphase konnten das alte und das neue System parallel arbeiten. Der großen Umstellung folgen weitere Schritte: Inzwischen können die Mitarbeiter am Leitstand die Analysen über das Produktionsportal im Intranet aufrufen. Die zugehörigen Freigaben sind automatisch dokumentiert. Der verantwortliche Team-Leiter gibt die Tagesberichte zur Archivierung frei und bestätigt damit, dass das HACCP-System korrekt nach Vorgabe gearbeitet hat.

Die Arbeit in der Milchannahme hat sich entsprechend verändert: Früher waren zwei bis drei Mitarbeiter für die Analysen zuständig, heute erledigen das die Fahrer selbst. Die Kollegen im Leitstand müssen nur bei Fehlern eingreifen und sind frei für weitere Aufgaben, etwa für die Überwachung eines Eindampfers. Die ermittelten Daten prüft Team-Leiter Thomas Will noch einmal nach, denn nicht jedes Fremdfahrzeug liefert alle benötigten Informationen, „aber wenn wir bis zu 99 Prozent der Vorgänge komplett automatisiert bearbeiten, ist das schon eine gute Sache.“

Mit der automatisierten Rohmilchannahme ist letztlich ein System geschaffen worden, das durch intelligente Vernetzung von Waagensteuerung, Analyse und Annahmehalle eine deutlich größere Sicherheit im Produktionsprozess garantiert – bei Minimierung des Zeit- und Ressourcenaufwands.

Autoren:
Hanjo Schlüter, M. A., inray Industriesoftware GmbH, Technischer Redakteur Georg Angelov, Siemens AG, Business development weighing and level erschienen in der molkerei-industrie 7/2014, S. 22–24

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