An die Leine gelegt

Füllstandradar am Profibus-PA

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17.11.2008 Als die eigensichere Variante des Feldbus-Protokolls Profibus-PA Ende 1996 an den Start ging, schien das Anwendungssegment vorgezeichnet: 8 bis 10 eigensicher gespeiste Geräte an einem Feldbussegment im Ex-Bereich. Um so mehr wunderten sich die Protagonisten über eines der Pionier-Projekte: Die Brauerei Bitburger orderte PA-Geräte mit Nicht-Ex-Segmentkopplern und schaltete bis zu 32 Sensoren an ein Segment – und baut die Technik seither aus.

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Die Pioniere der Feldbustechnik haben eine Adresse in der Eifel: Gleich nach der Einführung der eigensicheren Variante des Profibus-PA beschlossen die Automatisierer im Werk Bitburg Süd der Brauerei Bitburger, künftig diese Technik für ihre ausgeklügelte Instrumentierung und Prozessführung zu nutzen. Rohstofflagersilos sowie Sud-, Brau- und Lagertanks der 1980 eingeweihten Braustätte wurden nach dem neuesten Stand der Technik ausgerüstet und mit modernster Mess- und Prozessleittechnik bestückt.

Die Anlagenbereiche im Werk wurden seit 1996 sukzessive von analoger 4…20-mA-Signalübertragung auf digitale Messwertübertragung mittels Profibus-PA umgestellt. Bei der Entscheidung standen der spätere Ausbau der Anlage, der geringere Verkabelungsaufwand sowie die bessere Verfügbarkeit von Diagnose- und Wartungsinformationen gegenüber der konventionellen analogen Verbindungstechnik im Vordergrund. Statische, aber auch dynamische Produktionsprozesse lassen sich über den Feldbus wesentlich besser steuern und überwachen.
Die Projektingenieure auf der Seite der Automatisierungslieferanten wurden dabei schon früh mit einer ungewöhnlichen Anforderung konfrontiert: Einerseits fiel die Wahl auf den an sich eigensicher konzipierten Profibus-PA, andererseits wurden Segmentkoppler spezifiziert, die bis zu 32 Geräte in einem Busstrang speisen können – eine Topologie, die mit den ursprünglich entwickelten Kopplern für den Ex-Bereich nicht realisiert werden konnte. Ein näherer Blick auf die Anwendung erklärt, warum: Für den Betreiber steht weniger der Explosionsschutz als vielmehr die Speisung der Sensoren über den Bus im Vordergrund. Schließlich sollte vermieden werden, dass in den weit verzweigten Anlagen zusätzliche Leitungen für die Versorgung der Feldgeräte mit Strom installiert werden müssen. Zusammenfassend gesagt: Explosionsschutz nein, Zweileitertechnik ja. Die Hersteller zogen schnell nach und stellten entsprechende Koppler bereit.

Radar für Schüttgüter

Doch es gibt Anlagenbereiche, in denen es auch in Brauereien auf Explosionsschutz ankommt: dort, wo brennbare Schüttgüter gelagert oder umgeschlagen werden müssen. Um die Qualität des Endproduktes Bier zu gewährleisten, muss schon am Beginn des Brauprozesses auf Sortenreinheit der Rohstoffe sowie auf kontinuierliche Verfügbarkeit geachtet werden. So messen seit 2005 in den zwölf Malzsilos berührungslose Radarsensoren von Vega kontinuierlich und zuverlässig den Füllstand.

Mit seinem hohen Dynamikbereich und seine auf Schüttgutanwendungen optimierte Hard- und Software sowie die optionalen Antennenschwenkhalterungen ist der Vegapuls 68 in solch anspruchsvollen Messungen wie in den 25m hohen Malzsilos eine gute Lösung. Die einfache Bedienung nach dem Plics-Konzept erleichtert die Inbetriebnahme dieser Sensoren, die geforderten Messaufgaben können so schnell gelöst werden. Wo bisher eine Messung zu bestimmten Zeitpunkten manuell ausgelöst werden musste, kann nun kontinuierlich und auch während der Befüllung trotz starker Staubentwicklung zuverlässig gemessen werden.
Die digitale Messwertübertragung mittels Profibus-PA Feldbus gestattet darüber hinaus das direkte Einlesen der Messwerte von den Rohstoffsilos in die leitsystemgestützte Bestands- und Verbrauchsermittlung. Genaue und zuverlässige Messwerte sind hier besonders wichtig, um die verbrauchsgerechte und zeitlich genaue Koordination von verschiedenen Malzlieferanten zu steuern.
Aber auch die Messstellendiagnose aus der Leitwarte heraus bzw. von den dezentralen Terminals ist hilfreich für eine vorausschauende Planung. Wenn auch die klassische Vorort-Inspektion nicht zu 100% ersetzt werden kann, so helfen doch die Diagnosemöglichkeiten des Profibus-PA, Kosten zu sparen und damit die Produktion noch effektiver zu gestalten.
In vielen weiteren Bereichen der Bierherstellung, wie zum Beispiel an den Gärtanks, in der Filtration, an den Lagertanks sowie an den Trebersilos, befinden sich Messstellen mit Profibus-PA-Kommunikation. Bei den hier zum Teil in großer Anzahl vorhandenen gleichartigen Messstellen zeigen sich die Vorteile der digitalen Messwertübertragung besonders. Effektive Bus-Verkabelung und direktes Einspeisen der Daten in das Leitsystem auf der einen Seite sowie die kontinuierliche Verfügbarkeit von Messwerten und Diagnoseinformationen auf der anderen Seite erlauben eine effektive, ressourcenschonende und zukünftig abfallfreie Produktion auf hohem Qualitätsniveau.

Der Einsatz der Radar-Messtechnik mit Profibus-PA-Kommunikation ist fester Bestandteil des zukunftsorientierten Automatisierungskonzeptes bei Bitburger.

Heftausgabe: November 2008
Holger Sack,

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