MASCHINEN/ PERIPHERIE

Spritzgiessmaschinen im Zeitalter des Fernzugriffs

Sichere Maschinensteuerung

Die verordneten Schutzmassnahmen veranlassen Unternehmen, die Anzahl an Personen in Betrieben auf das notwendige Minimum zu beschränken. Um dennoch eine vollautomatische und effiziente Produktion zu gewährleisten, stellt die Kombination aus wenigen Personen vor Ort und weiteren Personen im Homeoffice mit Remote-Zugriff auf den Maschinenpark eine ideale Lösung dar.

Die Möglichkeit, extern auf Maschinen zuzugreifen, wird von immer mehr Unternehmen entdeckt und verstärkt genutzt. Viele Maschinensteuerungen wurden in der Entwicklungsphase jedoch noch nicht für diese Art der Nutzung ausgelegt und sind anfällig für den Befall mit Schadsoftware und für missbräuchliche Cyber-Angriffe. Die neueste Generation von Wittmann Battenfeld Spritzgiessmaschinen mit B8 Steuerung und Wittmann 4.0 Option wurde hingegen mit Hilfe einer optimierten Firewall und vielen zusätzlichen Funktionen für einen gesicherten externen Zugriff entwickelt und bietet somit ein hohes Mass an Cyber-Security.

Von der Aussenwelt abgeschirmt

Die Wittmann 4.0 Option erweitert die Unilog B8 Maschinensteuerung um eine separate Arbeitszellensteuerung, die diverse Kommunikationsaufgaben und Schutzfunktionen übernimmt. Eine dieser Funktionen ist die externe Firewall, die für den Betrieb mit Spritzgiessmaschinen optimiert wurde. Der 4.0 Router schirmt somit die Maschi nensteuerung von der Aussenwelt ab. Im Gegensatz zu Office-PCs können die Steuerungen von Spritzgiessmaschinen typischerweise nicht automatisch auf die neueste Betriebssystemsoftware und somit den Letztstand an Sicherheitspatches upgedatet werden. Ein Update müsste zuerst ein aufwändiges und zeitintensives Verifizierungsverfahren beim Hersteller durchlaufen. Das wiederum erlaubt es Schadsoftware, bekannte, aber zwischenzeitlich noch nicht geschlossene Sicherheitslücken in den Betriebssystemen der Maschinensteuerungen auszunutzen. Ein mögliches

Schematische Darstellung der Arbeitszellenabschirmung.

Szenario ist die Verwendung der Maschinensteuerung für Denial-of-Service (DoS) Attacken, die im schlimmsten Fall den Ausfall der Steuerung – und somit der Produktion – nach sich ziehen. Vorgelagerter Router Die 4.0 Firewall ist im Hinblick auf die typische Nutzung einer Spritzgiess-Arbeitszelle optimiert (Restrictive Firewall). Standardmässig werden praktisch alle Ports geschlossen, die nicht für die ursächliche Kommunikation der Spritzgiessmaschine und der angeschlossenen Geräte nach aussen vorgesehen sind. Auch die dezidiert erlaubten Kommunikationen werden laufend auf Plausibilität (Intrusion Detection) überprüft. Sollte das Kommunikationsaufkommen das zu erwartende und typische Datenvolumen überschreiten, könnte möglicherweise ein DoS-Angriff vorliegen, der entsprechend unterbunden wird. Ein weiterer Sicherheitsaspekt ist die Aggregierung der OPC-UA Server von Spritzgiessmaschine und Peripheriegeräten im Router. So erfolgt die Kommunikation zwischen einem externen Datenclient und dem tatsächlichen Gerät oder der Spritzgiessmaschine innerhalb der Arbeitszelle nur über einen Aggregierungsserver im Router. Die Anfragen des oder der externen Clients werden direkt im Router behandelt, aber nicht zu den physischen Geräten durchgereicht. Auch dies stellt

einen wichtigen Sicherheitsaspekt dar.

Gesicherter Zugang

Der Router verfügt über einen Secure Boot Process und ermöglicht ein automatisches Update des Betriebssystems, solange dieses Update über eine von Wittmann vergebene Zertifizierung verfügt. Damit wird verhindert, dass ein Fake-Update in die Hardware eingespielt wird, welches möglicherweise jegliche Sicherheitseinrichtungen umgehen könnte. Es ist abzusehen, dass Maschinen auch in Zukunft verstärkt von aussen zugänglich sein müssen. Umso wichtiger ist der gesicherte Zugang auf gesamte Arbeitszellen, wie ihn die Steuerung Unilog B8 mit Witt mann 4.0 Router bereitstellt.

Kontakt Battenfeld (Schweiz) AG Vogelsangstrasse 15 CH-8307 Illnau-Effretikon +41 44 908 65 65 info@battenfeld.ch www.battenfeld.ch

Weniger Wartungsaufwand durch Zentralisierung der Vakuumversorgung

Energieeffiziente Vakuumversorgung

Durch die Wahl der richtigen Vakuumversorgung lassen sich in der Kunststoffverarbeitung enorme Kosteneinsparungen erzielen. Das Unternehmen Mar-Bal Inc. hat im Rahmen seines Werksumzugs nach einer Lösung gesucht, die Energieeinsparungen, weniger Wartungsaufwand und kürzere Produktionszeiten ermöglicht.

Mar-Bal Inc. mit Hauptsitz in Chagrin Falls im US-Bundesstaat Ohio konzentriert sich hauptsächlich auf die Fertigung individueller Formteile für die Stromverteilung sowie Steuergeräte und bietet zudem eine breite Palette an Bauteilen für die Haushaltsgerätebranche an. Mehr als 130 Mitarbeiter fertigen am Standort in Ohio rund um die Uhr fünf Tage die Woche Formteile für elektrische Schaltvorrichtungen, Steuerelemente, Motoren, Antriebe, Leitungsschutzschalter, Transformatoren und Telekommunikationsgeräte. Seit seiner Gründung im Jahr 1970 ist Mar-Bal stark gewachsen. Das Unternehmen betreibt weitere Spritzguss-Werke mit knapp 400 Mitarbeitern in den US-Bundesstaaten Virginia und Missouri und hat erst vor Kurzem einen neuen Standort im chinesischen Shanghai eröffnet. Mar-Bal verfügt ebenfalls über ein hochmodernes Labor mit einem Team von Werkstofftechnikern, das Verbundmaterialien nach individuellen Kundenanforderungen entsprechend gestaltet.

Wartung stoppt die Produktion

In den Anfangsjahren wurden in den MarBal-Werken 30 einzelne, direkt an den Spritzgussmaschinen montierte ölge schmierte Drehschieber-Vakuumpumpen zur Erzeugung des Vakuums für die Formhohlraum-Evakuierung eingesetzt. Alle Vakuumpumpen erforderten regelmässige Wartung, für die die Mitarbeiter von MarBal die Produktion stoppen mussten. 2016 bezog Mar-Bal ein neues Werk, und die Vakuumexperten von Busch entwickelten ein effizienteres Konzept für die Vakuumversorgung. Schnell war man sich einig, dass eine zentrale Vakuumversorgung der Spritzgussmaschinen die ideale Lösung wäre, mit der sich die Nachteile der bishe

Bild: MBI Mar-Bal

Kunststoff-Formteil

rigen dezentralen Anlage beseitigen liessen. Herzstück des zentralen Vakuumsystems bilden zwei brandneue R 5 Drehschieber-Vakuumpumpen, die in einem separaten Maschinenraum ausserhalb der Produktionsstätte untergebracht wurden.

Ausbaufähige Produktion

Seit März 2017 ist das neue Vakuumsystem in Betrieb. Seine Hauptkomponenten sind zwei R 5 Drehschieber-Vakuumpum pen, die derzeit 23 Spritzgussmaschinen mit Vakuum versorgen. Das Vakuumsystem bietet jedoch ausreichend Kapazität für bis zu zehn weitere Spritzgussmaschinen. Zwischen dem Vakuumsystem und den Maschinen sind Pufferbehälter ge

Bild: Busch Dienste GmbH

Funktionsprinzip einer R 5 Drehschieber-Vakuumpumpe Zentrales Vakuumsystem von Busch

schaltet, um durchgehend das erforderliche Vakuumniveau zu gewährleisten. Vince Profeta, Vice President of Product Engineering & Manufacturing Technologies bei Mar-Bal Inc. ist überzeugt, dass sich das Unternehmen mit dem neuen zentralen Vakuumsystem von Busch für die fortschrittlichste Technologie entschieden hat. Das neue System ist in puncto Wartungsintensität und Störanfälligkeit der alten Vakuumversorgung weit überlegen. Da statt vieler einzelner Vakuumpumpen an den einzelnen Spritzgussmaschinen nun lediglich zwei Drehschieber-Vakuumpumpen in einem Zentralsystem eingesetzt werden, konnte der Energieverbrauch um 75 Prozent gesenkt werden. Neben den Energieeinsparungen und dem verringerten Wartungsaufwand kann sich MarBal jetzt über eine moderne, zuverlässige Vakuumversorgung freuen, die durch die Erhöhung der Spritzgussqualität für weitere Einsparungen sorgt.

Kontakt Busch AG Waldweg 22 CH-4312 Magden +41 61 845 90 71 david.kuder@buschag.ch www.busch.ch