Einsatz in den Vereinigten Arabischen Emiraten - FRIMA GmbH ...

BETONWAREN UND -WERKSTEIN
Friesische Maschinenbau GmbH & Co. KG, 26723 Emden, Deutschland
Einsatz in den Vereinigten
Arabischen Emiraten
Seit nunmehr 6 Monaten ist eine Frima-Doppelanlage
bei der Firma Fujairah Building Industries
in den Vereinigten Arabischen Emiraten im Betrieb.
Nach nur zweimonatiger Aufbau- und Inbetriebnahmephase
wurde mit der normalen Produktion
begonnen. Hergestellt werden überwiegend
farbige Pflastersteine mit Vorsatz und Hohlblocksteine.
Die Frima-Doppelanlage besteht aus
zwei identischen Frima-Anlagen HP1200, welche
spiegelbildlich zueinander aufgebaut sind, wobei
die Steinfertiger in der Mitte angeordnet und die
zwei Regalanlagen jeweils außen angeordnet
sind.
Jeder der Betonsteinanlagen wird über
eine eigene Misch- und Dosieranlage mit
Beton versorgt. Die Zuschläge können aus
6 Zuschlagsilos entnommen und über eine
fahrbare Zuschlagsstoffwaage verwogen
werden. Am Ende der Silo-Batterie sind
die Farbanlagen angeordnet, welche jeweils
Trockenfarbe verwiegt und der Zuschlagstoffwaage
übergibt. Jede der
Farbanlagen ist mit 4 Farbsilos ausgerüstet.
Die Zuschlagstoffsilos sind ebenerdig
angeordnet, welches die Befüllung über
Radlader oder durch direktes Abkippen
vom LKW ermöglicht. Zusätzlich verhindert
diese Anordnung, dass sich die Zuschläge
durch direkte Sonneneinstrahlung
zu sehr erwärmen. In den Sommermonaten
kann schon mal die 50°-C-Marke
überschritten werden. Die verwogenen
Zuschläge werden mittels eines fahrbaren
Querkübels den Mischeraufzügen zugeführt.
Als Kernbetonmischer ist jeweils ein
3.000/2.000 Liter Mischer, als Vorsatzmischer
ein 500/330 Liter Mischer im
Einsatz. Frima nutzt für die Mischanlagen
Planetenmischer. Der Kernbetonmischer
mit einer Leistung von 2 Kubikmetern verdichtetem
Beton pro Mischung wurde
bewusst so groß gewählt, um den hohen
Betonbedarf bei Hohlblock- und Vollstein-
Fertigung mit kurzen Taktzeiten abdecke
zu können. Bei Bedarf können Zusatzmittel
der Mischung beigefügt werden,
welche über jeweils 2 Waagen verwogen
werden. 3 Zementsilos mit jeweils 60
Kubikmetern Rauminhalt bevorraten den
Zement, wobei ein Zementsilo für Weißzement
genutzt wird. Erwähnenswert sind
außerdem die neuen vollelektronischen
Wasseruhren, welche völlig unempfindlich
gegen Wasserverschmutzung sind.
Die Wasserdosierung kann wahlweise
über die einstellbare Festwassermenge
oder über die Feuchtemessung durch
Mikrowellensonden erfolgen.
Die kompletten Mischanlagen sind außerhalb
der Produktionshalle im Freien aufge-
Frima-Mischanlage
Produktionshalle von Fujairah Building Industries
Layout – Zeichnung der Frima-Doppelanlage
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BWI – BetonWerk International – 6|2007
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Aufzüge für den Kern- und Vorsatzbeton
baut. Eine Staubbelastung der Betonstein-Anlagen wird dadurch
reduziert. Des Weiteren kann Beton für andere Zwecke der
Mischanlage entnommen werden. Es ist z. B. möglich, die Mischanlagen
auch zur Produktion von Transportbeton zu nutzen.
Die Betonsteinmaschinen werden jeweils über eine Kübelbahn
mit Beton versorgt. Zwei getrennte Kübel – einer für Kernbeton
und einer für Vorsatzbeton – verhindern, dass der Vorsatzbeton
durch Kernbetonreste verunreinigt wird, welches bei einer Kübelbahn
mit nur einem Kübel durchaus vorkommen kann.
Für die Steuerung der Mischanlage wählte die Frima als
Steuerungskonzept eine speicherprogrammierbare Steuerung
(SPS) der Firma Siemens. Eine CPU mit Failsafe-Technologie und
das Visualisierungssystem, das neben der üblichen Rezepterstellung
und Rezeptverwaltung auch die Chargenprotokollierung
und die Verbrauchsanalyse übernimmt, bilden das moderne
Herzstück der Steuerung. Bedient wird die Anlage wahlweise
über die Visualisierung oder über eine mobile Bedienstation
(optional). Dabei visualisiert eine grafische Benutzeroberfläche
den Prozess am Bildschirm so umfassend und anschaulich, dass
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Frima-Betonsteinmaschine HP 1200 mit einer Brettgröße von
1.400 x 1.200 mm
Frima-Betonsteinmaschine HP 1200 bei der Pflastersteinproduktion
alle Vorgänge an der Mischanlage permanent
überschaut werden können.
Um Störungen und Verkabelungsaufwand
zu minimieren, wurde die Anlage konsequent
dezentralisiert. Alle Antriebsregler,
Auswertemodule für die sehr exakten
Signale der Waagen sowie weitere Module
für das Ansteuern der Ventile befinden
sich in unmittelbarer Nähe der Anlagenkomponenten.
Alle fahrbaren Komponenten wie Dosierwaagen
oder Kübelbahnen verfügen
über Frequenzregler und sie sind gewichtsdynamisch
geregelt, um durch ein
optimales Geschwindigkeitsmanagement
kürzeste Mischzeiten zu ermöglichen.
Eine automatische Siloweiterschaltung ist
ebenso selbstverständlich wie eine dynamische
Dosierung aller Zuschläge, wobei
nach jeder Dosierung Soll- und Ist-Wert
verglichen werden. Die Dosierzeiten und
Nachläufe werden dann bei Bedarf automatisch
angepasst.
Jede der beiden Frima-Maschinen
HP1200 ist ausgelegt für eine Brettgröße
von 1.400 x 1.200 mm. Zum Einsatz kommen
50 mm starke Kunststoff-Unterlagsbretter.
Standardmäßig sind die Kernbetonfüllwagen
der Frima-Maschinen mit
hydraulisch angetriebenem Schüttelrost
ausgestattet. Dies bewirkt – speziell bei
der Fertigung von Hohlblocksteinen –
eine schnelle und gute Befüllung der
Formkästen. Kernbetonfülleinrichtung und
Vorsatzfülleinrichtungen sind als eigenständige
Komponenten mit eigenem
Rahmen und 4 Säulenführungen ausgestattet.
Belastungen auf dem Hauptrahmen
werden dadurch weitgehend verhindert.
Die Anpassung der Wagenbühnen
auf die Formhöhe erfolgt über
elektrische Spindelantriebe. Die Füllwagen
werden auf Schienen innerhalb
der Maschine geführt, Schienen oberhalb
der Wagenräder verhindern das Springen
der Füllwagen bei schnellen Füllvorgängen.
Pneumatisch betätigte Abstreifer
an beiden Enden der Füllwagen erleichtern
eine gute und gleichmäßige Befüllung
der Formkästen.
Der Frima-Rütteltisch ist mit 4 Rüttlern ausgestattet,
wobei 2 Rüttler jeweils für die
Vorrüttlung und 2 Rüttler für die Hauptrüttlung
genutzt werden. Die Antriebsmotore
sind auf eigenen Traversen außerhalb
des Rütteltisches montiert und über
Zwischenwellen mit flexiblen Kupplungen
mit den Rüttlereinheiten verbunden. Diese
Anordnung verbessert die Standfestigkeit
der Motoren, da diese nicht der Rüttlung
ausgesetzt sind. Zudem ist diese Anordnung
wesentlich servicefreundlicher
als eine Montage der Motoren direkt
unter dem Rütteltisch. Geregelt werden
die Rüttlermotoren über Frequenzumformer.
Die Unwuchtverstellung erfolgt
manuell.
Die Form wird pneumatisch in der Maschine
verspannt, das Formenoberteil
wird hydraulisch mit der Auflast verspannt.
Dies ermöglicht eine optimale Verspannung
und einen einfachen Formenwechsel
– ganz ohne Werkzeug. Die Auflast der
Maschine wird in 4 stabilen Säulen über
lange Buchsen geführt und mittels 2 Hydraulikzylindern
gehoben bzw. gesenkt.
Beim Entschalen von hohen Produkten
kann die hydraulische Bremse genutzt
werden, um den Stempel korrekt in der
Position zu halten. Zwei in der Auflast ein-
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gebaute Oberrüttler erleichtern das Entschalen
von hohen Produkten und verbessern
die Steinoberfläche bei der Pflastersteinproduktion.
Mittels hydraulisch betätigter Gleitbahn
werden die Unterlagsbretter mit den frischen
Produkten dem Hubgerüst zugeführt.
Fujairah Building Industries wählte
hier 14 Etagen Doppelstoß mit 400 mm
Etagenabstand und 15 Tonnen Traglast.
Durch diese Auswahl lassen sich bis zu
200 mm hohe Produkte über die gesamte
Brettbreite fertigen. Die Kapazität von 28
Brettern reduziert die möglichen Wartezeiten
der Maschine, wenn das Hubgerüst
belegt ist, auch bei der schnellen
Produktion von einfachen Produkten. Auf
ein Sammelgerät vor dem Senkgerüst
konnte daher verzichtet werden. Die Traglast
von 15 Tonnen ermöglicht eine volle
Belegung der Unterlagsbretter auch mit
schweren Produkten. Zusammen mit dem
großen Kernbetonmischer ist dies eine
gute Voraussetzung für die Hochleistungsproduktion
von Hohlblocksteinen.
Mittels der Fahrzeuggruppe werden die
Unterlagsbretter mit den frischen Produkten
in einer der 16 Kammern transportiert.
Jeder der Kammern kann 280 Bretter
aufnehmen, dadurch ergibt sich eine
Kapazität von 4.200 Brettern zuzüglich
einer Leerkammer. Die Regalanlage wurde
bei Fujairah Building Industries in vollverzinkter
Ausführung geliefert. Die Regalanlage
ist zusammen mit dem Hubgerüst,
der Fahrzeuggruppe und dem Senkgerüst
in einem eigenen Hallenabschnitt untergebracht,
getrennt durch Wände mit dem
eigentlichen Produktionsbereich der Halle.
Durch eine einfache Schleuse werden die
Bretter dem Hubgerüst zugeführt bzw.
dem Senkgerüst entnommen. Durch die
Anordnung der Regalanlage in einem
eigenen Raum erhält dieser Raum ein sehr
feuchtest Klima, welches eine hohe Festigkeit
und kurze Aushärtezeit ermöglicht.
Auf eine Umluftanlage, Rolltore und
Isolation der Kammern kann bei einer solchen
Anordnung verzichtet werden. Fujairah
Building Industries hat bei ihren vorherigen
Anlagen mit dieser Anordnung gute
Erfahrungen sammeln können und nutzte
diese Erfahrung auch bei den Frima-
Anlagen. Nötige Wartungsarbeiten an
der Fahrzeuggruppe können in einer
Garage am Ende der Schienenanlage
des Unterwagens durchgeführt werden.
Dieser Teil kann durch ein Rolltor abgetrennt
werden und die Arbeiten können
im normalen Klima durchgeführt werden.
Wie die Nassseite ist auch die Trockenseite
der Frima-Anlage als hydraulisch
betätigte Gleitbahn ausgeführt. Ein Steinlöser
vor der Paketierung löst die Produkte
von allen 4 Seiten. Die Paketierung ist als
elektrische/hydraulische Anlage ausgeführt.
Das Fahren, das Heben und Senken
und das Drehen erfolgt elektrisch, das
Klammern von allen 4 Seiten erfolgt hydraulisch.
Die Elektroantriebe für das
Fahren und Heben/Senken sind als
moderne Zahnriemenantriebe in Omega-
Ausführung konstruiert. Durch diese Konstruktionsart
sind schnelle und laufruhige
Abläufe realisierbar. Die Paketierung
kann Steinlagen doppeln oder sogar 3
Lagen in einem Fahrgang auf das Plattenband
übersetzen. Hauptklammer und
Seitenklammer sind mechanisch synchronisiert
und lassen sich getrennt ansteuern.
Einfache und stabile Lagen können mit nur
2 Seitenklammern übergesetzt werden.
Die auf dem Plattenband gebildeten Steinpakete
werden horizontal und vertikal
umreift. Die leeren Bretter werden mit
einer rotierenden Drahtbürste gereinigt
und anschließend mittels eines Kreuzwenders
gewendet. Ein elektrisch angetriebener
Klinkenquertransport führt die Bretter
einem Sammelschacht vor der Maschine
zu. Der Kreislauf ist damit geschlossen.
Die Hydraulikanlage für die gesamte
Anlage wurde auf einem großen Podest
oberhalb des Kontrollraumes aufgebaut.
Dieses ermöglicht kurze Verbindungen
zur Maschine und zur Paketierung. Ausgerüstet
ist die Hydraulikanlage mit leistungsgeregelten
Axialkolbenpumpen,
zusätzlich ist ein Hydraulikspeicher montiert,
welcher kurzfristig benötigte, höhere
Ölmengen zur Verfügung stellt. Die Kühlung
wird durch einen großen Öl-Luft-
Kühler gewährleistet, lediglich in sehr heißen
Monaten kommt ein zusätzlich in
Reihe geschalteter Öl-Wasser-Kühler zum
Einsatz. Auffällig ist die Montage aller
Ventile möglichst dicht an den Verbrauchern.
Dadurch ist eine optimale
Regelung möglich und ein Minimum an
Rohrinstallation erforderlich. Alle wichtigen
hydraulischen Abläufe in der Anlage
werden über Proportional-Ventile geregelt.
Sanftes Anfahren, hohe Geschwindigkeit
und sanftes Abbremsen lassen sich
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Frima-Paketierung beim Umsetzen von Hohlblocksteinen
Frima-Paketierung
über die Steuerung einstellen. Optimale
Produktion bei kurzen Taktzeiten und
geringer Verschleiß lassen sich so realisieren.
Die Steuerung der Misch- und Dosieranlage
sowie der Steinfertigungsanlage ist
zentral in der Steuerkabine untergebracht.
Die nötigen Schaltschränke befinden
sich oberhalb der Kabine auf dem
Podest in einem klimatisierten Raum. Die
Steuerung der Steinfertigungsanlage
basiert wie auch die der Mischanlage auf
der Simatic S7-Reihe mit Failsafetechnologie
von Siemens. Auch hier wurde die
Anlage konsequent dezentralisiert und so
befinden sich in der Anlage weitere
Steuerpulte und Verteilungen, welche weitere
Peripherie enthalten, sowie z. B. die
Bedienelemente für die manuelle Steuerung.
Die Wegerfassung der Gleitbahnen und
der Maschinenabläufe erfolgt über
Linear-Geber, ein wesentlicher Fortschritt
gegenüber den früher üblichen Drehgebern.
Lineargeber arbeiten völlig berührungslos,
d. h. eine mechanische Anbindung
über Zahnriemen und/oder Kupplung
entfällt. Frima nutzt eine Genauigkeit
von 1/10 mm.
Die elektrischen Antriebe werden überwiegend
über Frequenzumformer geregelt,
ähnlich wie bei den Hydraulikantrieben
lassen sich das Beschleunigen,
Frima-Visualisierung
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schnelles Fahren und Abbremsen der Elektroantriebe
optimal einstellen. Zum Einsatz
kommen Frequenzumformer der neuen
Generation, welche sich durch ihr gutes
Regelverhalten und exakte Wiederholbarkeit
auszeichnen.
Die Anlage lässt sich über ein grafisches,
dreidimensionales Visualisierungssystem
für den Betrieb programmieren, einstellen
und überwachen.
Störungen werden im Klartext gemeldet.
Sämtliche Einstellungen können über die
Tastatur eingegeben und als produktspezifisches
Rezept abgespeichert werden.
Das Aufrufen von 2 Rezepten gleichzeitig
auf dem Bildschirm erleichtert den
Vergleich von ähnlichen Rezepten und die
Optimierung der Abläufe. Da sowohl die
Steinanlagen Steuerung mit Visualisierung
als auch die Mischersteuerung mit Visualisierung
von der Frima entwickelt wurde,
sind beide Anlagen sehr ähnlich und mit
der gleichen Logik aufgebaut. Somit sind
alle Abläufe für das Personal leicht zu verstehen
und zu bedienen.
Für Service-, Wartungsarbeiten oder
Software-Updates steht ein modernes
Teleservice-Modul zur Verfügung. Der
Servicetechniker im Herstellerwerk in
Emden kann über das Telefonnetz oder
GPS/GPRS direkt auf alle Steuerungsund
Visualisierungssysteme der Anlage
zugreifen. Ebenso ist die Ferndiagnose bis
auf Sensorebene (z. B. Wiegezellen,
Endschalter usw.) möglich.
Frima setzt auf den konsequenten Einsatz
von baugleichen Teilen. Das reduziert die
Ersatzteilhaltung und verbessert die
Verfügbarkeit der Anlage. Hydraulikzylinder
haben den gleichen Durchmesser und
somit die gleichen Dichtungen, Wellen
und Lager werden – wenn möglich –
gleich ausgeführt, Verschleißbleche sind
drehbar, Klammer für Steinlöser und
Paketierung sind baugleich, elektrische
und hydraulische Komponenten sind
soweit wie möglich vereinheitlicht.
Weit über 50 % der Fertigungskapazität
von Fujairah Building Industries wird von
den beiden Frima-Anlagen abgedeckt.
Beide Anlagen sind vielseitig einsetzbar
und liefern erstklassige Produkte in großer
Menge. Bei Bedarf können mit beiden
Anlagen bis zu 120.000 Stück Hohlblocksteine
(40 x 20 x 20 cm) oder
12.000 m 2 Pflaster mit Vorsatz pro Tag
hergestellt werden.
Die positive Bilanz von Fujairah Building
Industries wirkt sich auch positiv für die
Frima aus; neue Anlagen werden in
Russland, der Ukraine, in Marokko, in
Ägypten, im Oman und in weiteren arabischen
Emiraten aufgebaut.
15 Hohlblocksteine 40 x 20 x 20 cm pro
Brett
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