Ex-Hubwagen mit Waage und Datenfunk

Dipl.-Ing. Thilo Wenzel

Aufgrund der steigenden Produktnachfrage wird von H&R in Nördlingen ein modernes, nach neuesten Erkenntnissen geplantes Werk errichtet. In diesem Werk sollen speziell Geschmacks- und Veredelungsstoffe für Spirituosen hergestellt werden. Da der Alkohol hier nicht nur Lösemittel, sondern auch Hauptbestandteil des Endproduktes ist, muß der gesamte Produktions- und Lagerbereich von H&R als explosionsgefährdeter Bereich eingestuft werden. Für den Betrieb sind daher entsprechend geschützte und zugelassene Komponenten einzusetzen.

Die Konzentrate für die vielen verschiedenen Geschmacksrichtungen erfordern eine aufwendige Mischtechnik. Alle Einzelstoffe müssen vom Lagerort zum jeweiligen Gebinde geführt werden, in dem sie dann entsprechend der gewünschten Rezeptur zu vermischen sind. Ein Großteil der Stoffe kann über Rohrleitungen direkt dem Mischbereich zugeführt werden. Seltener benötigte Essenzen bzw. aufzufüllende Gebinde sind im Lagerbereich deponiert und von dort über Fördertechnik abrufbar.

Zur Optimierung des Produktionsablaufes werden die neuesten Techniken eingesetzt. So wird auch die Voraussetzung für kurze Reaktionszeiten, die zentrale Verfügbarkeit aller Daten, geschaffen. Das betriebsweite Konzept, daß alle erfaßten Daten online auf dem zentralen Rechner liegen, kommt auch im Ex-Bereich zum Tragen. Hierfür sind individuelle Konfigurationen für Bedienstationen und mobile Systeme mit Datenfunk im Ex-Bereich erhältlich. Je nach Anforderung stehen Terminals mit grafischem oder textorientiertem Display, unterschiedlicher Anzahl von Funktionstasten und numerischer oder alphanumerischer Eingabe zur Verfügung, die mit Datenfunk ausrüstbar sind. Für die mobile Energieversorgung werden Ex-Akkus verschiedener Leistungsklassen eingesetzt.

Bei H&R kommt als Teil des Transportsystems ein personengeführter Hubwagen zum Einsatz, mit dem eine online, rezepturgesteuerte Kontrolle und Einwaage von Einsatzstoffen durchgeführt wird. Dieser Funk-Hubwagen ist mit einem Terminal, einem Barcodescanner, einem Wägesystem und Datenfunk ausgerüstet. Bei dem Terminal, das die Schnittstelle zwischen Bediener und Zentralrechner darstellt, hat H&R sich für ein grafikfähiges Display mit Numerikblock und fünf Funktionstasten entschieden. Das Terminal übernimmt die zentrale Verwaltung der Daten des Hubwagens. Dazu ist das Terminal mit einer Haupt- und zwei Zusatzschnittstellen ausgerüstet. An der Hauptschnittstelle zum Zentralrechner ist das ex-fähige Datenfunkmodul angeschlossen, das die Onlineverbindung aufbaut. Die Daten des Transportgutes erfaßt der Bediener mit einem eigensicheren Handscanner, der die Daten über eine Zusatzschnittstelle an das Terminal weitergibt. An die zweite Zusatzschnittstelle ist das ebenfalls eigensicher zugelassene, DMS-basierte Wägesystem des Hubwagens angeschlossen. Dadurch sind alle transportierten Mengen sofort erfaßbar.

Als Basis wird ein Hubwagen mit integrierter Wägetechnik eingesetzt. Die in die Gabel eingesetzten vier Wägezellen sind über die Wägeelektronik Exawu direkt an ein Terminal Termex 210 angeschlossen. An dessen Hostschnittstelle stellt ein Datenfunkmodul die Verbindung zum übergeordneten System her. Der in der Schutzart Exe ausgeführte Akku hat eine Standzeit von ca. 18 Stunden und garantiert damit den Dauerbetrieb über eine Schicht hinweg. Für einen Mehrschichtbetrieb besteht die Möglichkeit, einen Akku mit einer höheren Kapazität einzusetzen bzw. mit mehreren Akkus im Tauschverfahren zu arbeiten. Dazu kann der Exe-Akku über eine Exde-Steckverbindung vom Hubwagen getrennt werden.

Zur Eichung und Inbetriebnahme ist die Waage über das Setup des Terminals kalibrierbar. Die Kalibrierung ist mit einer komfortablen Benutzerführung in das Terminal integriert. Hier sind die Auflösung (bis 6000d eichfähig, 15000d Standard), das Maximalgewicht, die Einheit und die Linearisierung (linear, quadratisch) der Waage einstellbar.

Das Terminal stellt zusammen mit der Wägeelektronik und den Wägezellen die eigentliche Waage dar. Diese kann als Klasse-III- Waage eichtechnisch zugelassen werden.

Im Stand-alone-Betrieb dient das Terminal als Anzeigeeinheit. Hier sind die Funktionen Tarieren und Nullen integriert. Der Gewichtswert wird mit der größten der vier im Terminal verfügbaren Schriften sehr gut ablesbar angezeigt. Zusätzlich ist das Terminal drehbar auf dem Hubwagen befestigt, so daß der Bediener das aktuelle Gewicht aus allen Richtungen ablesen kann.

Für die Datenübertragung der Terminals (Scanner, Waagen) werden Funkmodule im Bereich 460 MHz eingesetzt. Die Funkmodule kommunizieren über eine Zentralantenne mit dem Leitrechner. Durch den Einsatz mehrerer Zentralantennen kann das Werk komplett erfaßt werden. Die Funkmodule sind in Ex- und Nicht-Ex-Ausführungen erhältlich. Hierdurch besteht die Möglichkeit, das im sicheren Bereich mit Standardkomponenten betreibbare Funknetz im Ex-Bereich fortzusetzen. Das gewünschte einheitliche Datenerfassungskonzept ist mit dieser Lösung umsetzbar.

Für den Datenfunk stehen verschiedene Frequenzen und Sendeleistungen zur Verfügung. Im Bereich 460 MHz ist eine Sendeleistung bis 25 mW gebührenfrei möglich. Für höhere Sendeleistungen bis 500 mW kann eine Freigabe der Frequenz beantragt werden. Der Vorteil der höheren Sendeleistung ist, daß weniger Zentralantennen benötigt werden, da diese dann in einem größeren Abstand aufgestellt werden können. Im 70-cm-Band können Sendeleistungen bis 25 W erreicht werden, allerdings nur im sicheren, nicht im Ex-Bereich.

Neben mobilen Datenerfassungsgeräten im sicheren Bereich sollen im Ex-Bereich mobile Waagen betrieben werden. Zu diesem Zweck werden, über die Halle verteilt, Zentralantennen installiert, so daß von allen Punkten der Halle aus die Daten der mobilen Teilnehmer empfangen werden können.

Die mobilen Teilnehmer verarbeiten die Daten nur vor, um eine schnelle und optimale Übertragung per Funk zu ermöglichen. Auf dem Datenkonzentrator, dem Rechner an dem alle Zentralantennen zusammengeführt sind, werden die ankommenden Daten der Teilnehmer für den Host-Rechner aufbereitet und diesem dann zur Verfügung gestellt. Bei der umgekehrten Datenrichtung übernimmt der Datenkonzentrator die Daten des Host, ermittelt die Zieladresse des mobilen Teilnehmers und sendet diese dann über die am nächsten gelegene Zentralantenne.

Weitere Informationen cav-203