Moderne Komplettlösungen zur Füllstandüberwachung

Effizientes Lagermanagement unterstützt durch neue Features der Messtechnik

 

Anwender aus unterschiedlichen Industriebereichen im Schüttguthandling mit mehreren Lagersilos an unterschiedlichen Standorten erachten es für ihre Anlagen als immer notwendiger, diese zusätzlich zur kontinuierlichen Messung der Füllstände, bevorzugt mit einer automatisierten Visualisierung und Überwachung der Daten auszustatten. Detektierte Messergebnisse der Sensoren in den Silos werden schnell und einfach mit einer lizenzfreien Software dargestellt und sind jederzeit bequem vom Bildschirm aus abrufbar. Durch effektive Silologistik erhöht sich dann auch Transparenz und Planungssicherheit für den Anlagenbetreiber. Es lassen sich auch die Kunden der Anlagenbetreiber mit integrieren, falls dies erwünscht ist. Mit der richtigen Kombination von Füllstand- und Grenzstandmessung können dabei effektive Lösungen für das Schüttguthandling projektieren werden.

 

Messtechnik in der richtigen Kombination

Global agierende Schüttgutanlagen sind für ihre Lagersilos immer häufiger auf der Suche nach einer regelmäßigen Detektion des Füllstands plus Visualisierung der Bestände. Sei es für verschiedene Rohprodukte (z.B. Klinker, Holzspäne, Getreide, Bruchglas, Kautschuk, Kieselsäure, Salze, Kupfer), Zwischengemische oder Enderzeugnisse. Die Rohwaren durchlaufen auf dem Weg zum Endprodukt in einer Anlage unterschiedliche Prozesse. Die Hauptprozesse sind meist das Lagern, Verwiegen, Trocknen, Filtern und Mischen teilweise mit Kühlen und Zerkleinern. Daneben gibt es oft Förder- und Dosieranwendungen. Messtechnik kommt dabei in sämtlichen Bereichen zum Einsatz, um entsprechend Füllstände anzuzeigen oder den Grenzstand der Schüttgüter zu kontrollieren. Mit zuverlässiger Sensorentechnologie wird somit ein erheblicher Beitrag dazu geleistet, die Abläufe während der Fabrikation sicher und optimal zu gestalten.

 

Betrachtet man nun die Lagerprozesse einmal näher, so wird deutlich, dass diese einen entscheidenden Anteil an der Gestaltung logistischer Abläufe haben. Es beginnt meist mit den Rohwaren, die nach der Anlieferung, Verwiegung und Reinigung in Rohstoffzellen (Silozellen) befördert und eingelagert werden. Sie bleiben dort bis zur weiteren Verarbeitung. Jedoch werden auch die Endprodukte in Fertigzellen bis zur Auslieferung zwischengelagert. Die Überlegung der Anlagenbetreiber zu einem Silomanagement kommt daher, eine saubere Routenplanung bei der Materialauslieferung sowie gezielte Bevorratung für die Rohwarenanlieferung zu ermöglichen. Selbst Großbetriebe mit mehreren Lagersilos, verfügen häufig nicht über eine automatisierte Füllstandüberwachung zur Kontrolle ihrer Bestandsmengen. (Diese Bestände müssen dann regelmäßig manuell kontrolliert werden.)

 

Die NivoTec® Datenvisualisierungsreihe der UWT beinhaltet unterschiedliche  Komplettsysteme zur Füllstandanzeige, Trendanzeige, Datenspeicherung sowie Füllstandfernabfrage und kann somit auf das Anlagenkonzept individuell abgestimmt werden. Neben der Einbindung von Füllstandgrenzschaltern und Inhaltsmesstechnik, können auch Sicherheitseinrichtungen, wie Quetschventile zur Überfüllsicherung und Absicherung gegen Falschbefüllung in der Anlage umgesetzt werden. Die Visualisierungssoftware bietet auch Füllstandalarmmeldungen, die per E-Mail oder SMS an die autorisierten Personen geschickt werden. Die NivoTec® Hardware stellt für die Füllstandsensorik sämtliche gängige Schnittstellen zur Verfügung, wie 4-20mA, Modbus RTU, Ethernet, digitale Ein- und Ausgänge, usw.

 

Je nachdem welches zu messende Medium im Behälter vorliegt und welche Anwendungseinflüsse eine Rolle spielen kann das Messprinzip entsprechend mit dem Silomanagement kombiniert werden. Es können die gewünschten Voll- und Leersignale mit mehreren Grenzschaltern, beispielsweise mit der Schwinggabelsonde, dem Drehflügelmelder oder dem neuen Vibrationsstab umgesetzt werden wobei die Inhaltsmessung das Lotsystemen oder das berührungslose Radar übernimmt.

 

Effizientes Lagermanagement unterstützt durch neue Features der Messtechnik

Die UWT GmbH hat für die Prozesse der Lagerhaltung eine wirtschaftliche und praxisgerechte Lösung zur zentralen Füllstandfernabfrage geschaffen. Auf jedem Lagersilo der Anlage wird zunächst das wartungsfreie Lotsystem NivoBob® zur kontinuierlichen Füllstandüberwachung angebracht. Die Lotsensoren sind gängige elektromechanische Messverfahren, die sich optimal für unterschiedliche Schüttgutmedien eignen. Zur einfachen Montage ist lediglich beispielsweise eine übliche 1,5 Zoll Gewindemuffe im Silodach nötig. Innerhalb der Serie bietet das Lot eine Vielzahl an unterschiedlichen Fühlgewichten, welche an einem Band oder Seil vom Behälterdach in das jeweilige Silo fahren, dort auf die Füllgutoberfläche treffen und anschließend sofort wieder nach oben in die Endlage gefahren werden. Der zurückgelegte Weg wird vom Sensor in ein Füllstandsignal gewandelt. Die Lote sind für Messdistanzen in hohen Silos bis zu 50 Meter problemlos einsetzbar. Das Design ist so konzipiert, dass Füllstände trotz großer Behälterdurchmesser, steiler Schüttkegel sowie bei hoher Staubentwicklung stets präzise detektiert werden. Je nach Fühlgewicht kann eine ausreichende Sensibilität auf das entsprechende Medium angepasst werden. 

Da das Lot der NivoBob® 4000 Serie jetzt auch über eine Modbus Schnittstelle für die Auswertesysteme verfügt, kann der Sensor mit der Visualisierung NivoTec® einfacher zusammenarbeiten. Alle erforderlichen Füllstand- und Diagnoseparameter können von NivoTec® am NivoBob® 4000 ausgelesen und weiterverarbeitet werden. Die Lot Sensoren werden in der Anlage in einem Busnetz verdrahtet. Installierte Vollmelder werden direkt am NivoBob® auf den Modbus geschaltet, wodurch sich der Verdrahtungsaufwand verringert.

 

Um Anlagenbetreibern eine Komplettlösung in der Füllstandmessung inklusive günstiger Visualisierung anbieten zu können, hat UWT die Visualisierungssoftware NivoTec® mit besonderem Fokus auf den preislichen Aspekten weiterentwickelt. Durch geeignete Standardisierungen entfallen nämlich wesentliche Kostenanteile am NivoTec® NT4500. Gleichzeitig ermöglicht die NB 4000 Serie dem Anlagenbetreiber die kostengünstige Variante zur Lotausrüstung. Ein auf die Anlage angepasstes Daten-Fernabfragesystem kann dabei in der Anlage Transparenz von Füllständen für bis zu 50 Lagersilos schaffen. Die Füllstandsignale werden mithilfe der UWT Software und einem Wago-Webcontroller gebündelt und per Ethernet-Anschluss über eine geroutete IP-Adresse dem autorisierten Personal zugänglich gemacht. Von der Anlage aus ist über die definierte IP-Adresse jederzeit der Zugriff auf die aktuellen Füllstände per Passwort und Internetbrowser gewährleistet. Die Modbus RTU Schnittstelle der Lotsensoren ermöglicht eine Daisy-Chain-Verdrahtung auf der Siloanlage. Komfortabel bei der Projektierung mit den Modbus RTU Sensoren ist dabei der geringe Verkabelungsaufwand an der Siloanlage. Lediglich ein Buskabel und ein Kabel für die Spannungsversorgung werden auf die Siloanlage verdrahtet. Durch den verringerten Installationsaufwand ergeben sich zusätzliche Kosteneinsparungen für den Anlagenbetreiber.

Mit diesem Konzept folgt die UWT dem Wunsch nach einer preiswerten und zuverlässigen Inhaltsmessung bzw. Überfüllsicherung für Lagersilos, wobei die gemessenen Werte in der Visualisierung an mehreren PC-Arbeitsplätzen im Unternehmen einsehbar sind. Die beinhaltete Datenspeicherung und Trendwertanzeige bietet dem Silobetreiber einen optimalen Überblick über den Materialverbrauch und die Logistik wird folglich mit exakter Kenntnis aller Füllstände effizient organisiert.

 

Der innovative NivoRadar® für unterschiedliche Prozessanforderungen

Radarsensoren werden neben den Loten häufig zur kontinuierlichen Füllstandmessung in Schüttgut-Lagersilos eingesetzt. Sie messen Distanzen bis zu 100 Meter und können durch die hohe Sensibilität insbesondere in sehr feinen Schüttgütern eingesetzt werden. Um Anlagen eine innovative berührungslose Messlösung für ihre Silos bieten zu können, hat die UWT GmbH mit dem NivoRadar® NR 3000 einen innovativen Radarsensor in ihr Produktportfolio aufgenommen.

Durch das robuste Edelstahl Gehäuse behauptet sich der NR 3000 in unterschiedlichen industriellen Anwendungen, selbst bei der Detektion schwieriger Medien. Das Gerät arbeitet mit 78 GHz Hochfrequenz. Das hochfrequente Signal wird mit einer sehr engen Strahlkeule von nur 4° ausgesendet, vom Schüttgut reflektiert und wieder vom Sensor empfangen. Die Frequenzdifferenz, welche direkt proportional zum Abstand ist, wird dann weiter verarbeitet und als Füllstandsignal ausgegeben. Diese schmale Strahlkeule ermöglicht den Einsatz in engen hohen Silos und erleichtert den Einbau und die Platzierung des Sensors. Über den Verstellflansch wird der Radar perfekt ausgerichtet, da die Strahlkeule auf den gewünschten Punkt fixiert werden kann, z.B. auf den Siloaustrag. Aufgrund des standardmäßigen Luftspülanschluss  für die Reinigung der Linsenantenne, ist ein Einsatz in Schüttgütern, die zu Anhaftung neigen problemlos möglich. Auch bei Kondensatbildung sorgt der Spülanschluss für eine funktionssichere Messung. Das Gerät arbeitet mit einer Zweileiter-Technik und wird über ein lokales Programmiergerät mit Display und einem Schnellstartassistent einfach in Betrieb genommen. Der freistrahlende Radarsensor hat eine komplett staubdichte Verbauung und liefert zuverlässige Messergebnisse bei hohen Prozesstemperaturen.

In Lagerprozessen lässt sich der NivoRadar® ebenfalls ohne weiteres mit dem Visualisierungssystem NivoTec® verbinden und bietet eine gute Kombiniermöglichkeit als Element zur Füllstandbestimmung. Die Datenvisualisierung liefert die detektierten Füllstände in Höhe, Prozent, Gewicht oder Volumen. Es werden Trends gespeichert, E-Mails über Füllstände oder Silovollmeldungen können aktiviert werden. Die Fernabfrage der gewonnenen Daten kann auch über ein GSM-Modem erfolgen. Dort können die aktuellen Messwerte über die NivoTec® Visualisierungssoftware an jedem Ethernet-PC per Internetbrowser abgerufen werden. Der Datenzugriff erfolgt besonders zeitnah, weil die Visualisierungs-Controller direkt im Firmen-Ethernet eingebunden sind. Die Systeminstallation ist unkompliziert und kann durch eigene Servicekräfte erfolgen. Dadurch dass sämtliche detektierte Füllstände jederzeit aktuell verfügbar sind, ist ein gewisser Grad an Planungssicherheit für den Anlagenbetreiber gewährleistet.