(Bild: Vega)
- Ein Projekt in der Materialüberwachung zeigt, wie durch moderne Messtechnik und digitale Auswertungslösungen in der Cloud Mehrwert für Anlagenbetreiber entstehen kann.
- Die Mitarbeiter des Betreibers können nun auf eine zuverlässige und präzise Überwachung ihrer Materialbestände vertrauen.
- Dies zeigt: Unternehmen, die frühzeitig auf moderne Technologien setzen, verbessern nicht nur ihre Prozesse, sondern erlangen auch einen Wettbewerbsvorteil.
Kunststoffrohre sind Hightech. Je nach Anwendung – ob für Lüftungssysteme, die Ableitung von Abwässern oder die Entwässerung von Brücken und im Marinebereich – müssen die Rohrsysteme unterschiedlichen Herausforderungen standhalten. Neben der Beständigkeit kommt es bei der Konstruktion auch auf eine einfache Installation an. Um all diese Eigenschaften zu erreichen, werden die Produktmaterialien aus einer Vielzahl von Rohmaterialien compoundiert. Zu den Rohstoffen, die bei Poloplast im österreichischen Leonding verarbeitet werden, gehören neben Kunststoffgranulaten wie PE und PVC beispielsweise auch Kreide und Talkum. Diese werden in einer Silofarm, bestehend aus 50 Silos, gelagert, die automatisch überwacht wird.
Bis Ende 2019 erfolgte die Füllstandmessung der Silos über ein System, das zunehmend fehleranfällig geworden war und nicht mehr gewartet werden konnte. Die Daten wurden auf einem Server beim Gerätehersteller verarbeitet, der nicht mehr betreut wurde. Vom Server wurden die Daten in eine Visualisierungssoftware übertragen und in die Steuerung der Förderanlage eingelesen. Bei einem Serverausfall wurden die Silodaten nicht aktualisiert, was die Befüllung der Silos und somit die gesamte Produktion gefährdete. Der Serverstillstand führte dazu, dass die Standmeldung einfror – ohne dem Betreiber eine Rückmeldung zu geben. Eine untragbare Situation, die eine zuverlässige und zukunftssichere Lösung erforderte.
Von der Bestandsaufnahme zur maßgeschneiderten Lösung
Der Hersteller entschied sich für eine Zusammenarbeit mit Vega, einem Spezialisten für Füllstandmessung und Prozessautomatisierung. Die Genauigkeit und Robustheit dessen Messlösungen bieten viele Einstellmöglichkeiten für den Abgleich der Silos. „Für uns war es wichtig, eine zuverlässige Lösung zu realisieren, die viele Einstellmöglichkeiten bietet, um die Silos möglichst genau abgleichen zu können“, erklärt Mario Hennerbichler, der bei Poloplast die elektrische Instandhaltung leitet.
Präzise Füllstandinformationen sind wichtig, um Überfüllungen zu vermeiden und einen optimalen Materialfluss sicherzustellen. Die Auslassmechanismen und Fördersysteme müssen laufend überwacht und kalibriert werden, um Verstopfungen und Ineffizienzen im Prozess zu vermeiden. Ausgangspunkt des Projekts war deshalb eine umfassende Bestandsaufnahme und Analyse der bestehenden Infrastruktur, die von den Vega-Spezialisten gemeinsam mit den Produktionsexperten von Poloplast vorgenommen wurde. Diese bildete die Basis, um die Anforderungen an die Mess- und Automatisierungstechnik genau zu definieren und eine passende Lösung zu entwickeln.
Ende 2019 begann die Installation der neuen Sensoren. Zum Einsatz kamen verschiedene Modelle, darunter 55 Geräte Vegapuls 6X für die Füllstandmessung, die Grenzschalter Vegawave 62 und Vegavib S61 sowie der eigensichere Speisetrenner Vegatrenn 141. Ab 2021 wurde schließlich auch die Visualisierung umgestellt: Die Signalverarbeitung und Datenübertragung erfolgt über das Steuergerät Vegmet 625 sowie das Steuergerät Vegascan 693, das Signale von bis zu 15 HART-Sensoren einsammeln kann. Die Daten werden über Ethernet-Switch und einen Router in die Cloudlösung des Geräteherstellers, das Inventory System, übertragen.
Die Sensoren wurden an strategischen Positionen in den Silos installiert. Hier zahlte sich das Expertenwissen der Fachleute aus, denn die präzise Erfassung von Füllständen in Schüttgutanlagen ist eine Kernkompetenz des Geräteherstellers, der in der Radartechnik Pionierarbeit leistet. Die Messbereiche erstrecken sich über Entfernungen bis zu 20 m bei Prozesstemperaturen von -20 bis 50 °C. Eine der größten Herausforderungen bei der Füllstandmessung in Silos ist die starke Staubentwicklung, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen kann. Die Sensoren sind jedoch so konzipiert, dass sie auch unter diesen Bedingungen zuverlässige Ergebnisse liefern. Dies ist besonders wichtig, um die Materialverfügbarkeit jederzeit sicherzustellen.
Die digitale Zukunft der Materialüberwachung
Die neuen Sensoren nutzen hochmoderne Radartechnologie, die besonders gut für die Erfassung von kornförmigen und pulverförmigen Materialien geeignet ist. Durch die HART-Schnittstelle können die Sensoren präzise Daten übermitteln, die dann vom Steuergerät verarbeitet und über einen Router in das Inventory System hochgeladen werden. In der Cloudlösung werden die Messdaten verarbeitet und dem Betreiber über eine Webseite zur Verfügung gestellt, die alle Messdaten visualisiert. „Das Vega Inventory System ist dabei keine Sonderlösung, sondern ein eigenes strategisches Produkt, das laufend weiterentwickelt wird“, erläutert Thomas Hanl, Vertriebsingenieur des Messtechnik-Spezialisten in Österreich.
Die webbasierte Software wurde für die Datenerfassung und Visualisierung von Füllstanddaten, beispielsweise in Lagertanks und Silos, entwickelt. Der Dienst ist für die Überwachung der Füllstände innerhalb eines Unternehmens und für Anwendungen im Bereich Vendor Managed Inventory (VMI) geeignet. „Die Cloudlösung ist für den Anwender deutlich günstiger als eine On-Premise-Lösung“, nennt Hanl ein wichtiges Argument. Die Spezialisten des Anbieters kümmern sich nicht nur um den Betrieb und die Weiterentwicklung, sondern sorgen auch für eine hohe Verfügbarkeit. Die Gesamtlösung, die für Poloplast realisiert wurde, nutzt die vielfältigen Einstellmöglichkeiten der Messgeräte, um die Füllstände so präzise wie möglich abzugleichen. Jedes einzelne Silo wurde vermessen, der Konus am Siloboden wird über eine Linearisierungstabelle in die Berechnung des Füllstands bzw. der Materialmengen einbezogen.
Die Werte aus diesen Abgleichmaßnahmen wurden im Steuergerät hinterlegt. Über die Cloudlösung werden die Füllstände nicht nur in Volumenmaße, sondern über die hinterlegte Schüttgutdichte auch in Tonnen umgerechnet und visualisiert. Das Steuergerät speist bis zu zwei angeschlossene HART-Sensoren, verarbeitet die per HART-Multidrop empfangenen Messwerte und zeigt diese an. Für die Bestandserfassung in entfernten Lagersilos sind Schnittstellen zur einfachen Datenfernübertragung integriert.
In der Anwendung in Leonding sind es vor allem die vielfältigen Abgleichfunktionen, die eine individuelle Anpassung an die Aufgabenstellung des Kunststoffverarbeiters erlauben. Das Steuergerät verfügt über einen integrierten Webserver, der eine einfache Einbindung in das Intranet/Extranet ermöglicht. Drei skalierbare Stromausgänge ermöglichen die Ansteuerung von Anzeigen und nachgeschalteten Systemen – beispielsweise einer SPS. Der Betreiber nutzt zudem einen an den Steuergeräten vorhandenen zusätzlichen Stromausgang, um Messdaten direkt für die Steuerung der Förderanlage zu nutzen.
Zukunftssichere Lösung erfolgreich implementiert
„In der Zusammenarbeit mit Vega schätzen wir nicht nur die gute Beratung, sondern auch die Verlässlichkeit: Wenn Probleme entstehen, wird rasch gehandelt“, berichtet Mario Hennerbichler. Nach der erfolgreichen Implementierung der neuen Sensoren profitiert Poloplast nun von einer hochpräzisen, zuverlässigen und zukunftssicheren Lösung zur Füllstandmessung. Diese erlaubt eine genauere und zuverlässigere Visualisierung der Füllstände in der Materiallagerung. Dadurch steigt nicht nur die Betriebssicherheit, sondern war es auch möglich, die Effizienz zu steigern und Kosten zu senken. Mit den automatisierten Prozessen und der umfassenden Visualisierung ist das Unternehmen bestens gerüstet für die Herausforderungen der Zukunft.