Distanzen sicher meistern

Dipl.-Ing. Jörn Stoevesandt

Lorenz Kunststofftechnik entwickelt, produziert und verarbeitet Polyesterhalbzeuge, die in den Formen BMC (Bulk Moulding Compound)-Halbzeuge und SMC (Sheet Moulding Compound)-Halbzeuge ausgeliefert werden. Um die vorhandenen Produktionskapazitäten zu erweitern, errichtete das Unternehmen zwei neue Wand an Wand liegende Tanklager mit jeweils sechs Edelstahltanks. In den Tanks mit einem Fassungsvermögen zwischen 17 000 und 40 000 l befinden sich unterschiedliche Polyesterharze, die als Basiskomponenten in die laufende SMC- und BMC-Produktion einfließen.

Um eine Integration in die zentrale Rezepturverwaltung und Produktionssteuerung zu ermöglichen, ist das neue Tanklager an den rund 130 m entfernten zentralen Kontrollraum angebunden. Für eine Automatisierung war die Anlage an die vorhandenen Steuerungs- und IT-Plattformen anzuschließen. Diese Kontrollebene basiert auf drei Steuerungen vom Typ S5 155 U mit den entsprechenden Interbus-Anschaltgruppen. Die Prozeßvisualisierung im Kontrollraum erfolgt über die Software Intouch. Für das Tanklager sind pro Tank acht pneumatische Klappenventile anzusteuern. Jedes der Ventile gibt zwei Stellungsrückmeldungen (Auf/Zu) über Namur-Initiatoren als Ex-i-Signal zurück. Weiterhin sind sechs Befüll- sowie zwölf Förderpumpen zu schalten. Eine dezentrale Bedienkonsole an der Tankwagen-Füllanlage im Freien ist ebenfalls in das Automatisierungskonzept eingebunden. Da sich beide Tanklager in geschlossenen Räumen befinden, sind zusätzlich die Auflagen für explosionsgefährdete Bereiche zu berücksichtigen.

Um die Anlage mit den bestehenden Komponenten effizient zu strukturieren, wurde die Anbindung an die Kontrollstation mit einem Remote I/O-System und der Ex-Trennung Process Interface realisiert. Der Anschluß erfolgt via Interbus über eine vierte Interbus-Anschaltgruppe an der bestehenden Steuerungsstruktur. Um den schädlichen Einfluß von Erdpotentialdifferenzen auszuschließen und die starken EMV-Einflüsse aus der Produktionsumgebung wirksam abzustellen, ist die Interbusstrecke von der Anschaltgruppe zum Tanklager über HCS-Lichtwellenleiter und Steckverbinder Optosub-Plus überbrückt. Die dezentralen Schaltschränke für das Tanklager sind in einem benachbarten Raum im sicheren Bereich plaziert. Das bedeutet, daß Sensoren, Aktoren und Meßumformer aus dem Tanklager bis hin zum Schaltschrank parallel verkabelt sind. Im Schrank verlaufen die Signale dann weiter über Process Interface-Module und werden von dort aus auf unterschiedliche Interbus ST-Baugruppen verschaltet. Die Abbildung zeigt in anschaulicher Weise das Zusammenlaufen der Stellungsrückmeldungen der acht pneumatischen Klappenventile im Schaltschrank.

Jedes der Klappenventile liefert zwei digitale Ex i-Stellungssignale über Namur-Initiatoren zurück, so daß pro Tank 16 digitale Ex-i-Eingangssignale anfallen. Der Schaltschrank beinhaltet zwölf Blöcke mit jeweils 16 Trennverstärkern des Typs Process Interface PI/Ex-NAM/RNO Namur. Die potentialfreien Wechslerausgänge dieser Module sind auf 32kanalige Interbus ST-Baugruppen, die sich im oberen Teil des Schaltschrankes befinden, verdrahtet. Über diese letzte Schnittstelle erfolgt die Anbindung via Interbus an den Kontrollraum. Neben den Trennschaltverstärkern kommen sechs Transmitterspeisegeräte mit HART (PI/Ex-RPSS-I/I) zum Einsatz. Diese versorgen sechs weitere Zweileiter-Druckmeßumformer zur Überwachung der Partikelfilter vor den Befüllpumpen und liefern die Information über den Druck durch 4…20-mA-Analogsignale zurück. Die Ex-Trenner Process Interface, in Kombination mit Interbus-Remote I/O-Modulen, sorgen durch ihre schmale Baubreite von nur 12,4 mm für einen klar strukturierten und übersichtlichen Schaltschrankaufbau bei äußerst geringem Platzbedarf. Diese Technik ermöglicht zudem eine sekundenschnelle modulgenaue Diagnose im Störungsfall.

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