Wägetechnik im Ex-Schutzbereich

Zielsetzung des Anlagenbetreibers war es, eine durchgehende Funktionalität auf allen drei betrieblichen Ebenen, nämlich der Planung, der Ausführung und Steuerung sowie der Überwachung zu erreichen. Dabei sollten die Wiegeplätze effizienter, die Qualität des Endproduktes höher und vor allem stabiler, die Herstellprozesse besser kalkulierbar und die Zertifizierung des gesamten Betriebes vereinfacht werden. Alle prozeßrelevanten Aktivitäten von der Rohstoffeinlagerung bis zum fertigen Ansatz sollten in ein vorhandenes PP-PI von SAP übernommen werden.

Abbildung 1 gibt einen Überblick über die Anlagenkonfiguration. Die Waagenauswerteelektronik, die Steuerung für die Schnecken und Ventile sowie der Waagenleitrechner für die Auftrags- und Rezepturverwaltung sind bei diesem Projekt im Ex-freien Bereich aufgestellt.

Zur Beschaffung von zeitnahen und genaueren Daten für das Planungssystem wurde auf der Prozeßebene das CIS-Rezeptur-Rechensystem (Abb. 2) eingesetzt. So konnten rationell alle Daten des Planungssystems für den Herstellprozeß übernommen und eine zentrale Rezepturverwaltung in Verbindung mit dem Auftragsplanungssystem realisiert werden.

Zur Verbesserung der Qualitätskontrolle wurde die Wareneingangskontrolle mit der Bestandsführung der Quarantäne- und der Freigabe-Lager eingeführt. Zudem werden alle Gebinde zur Identifikation mit Barcodeetiketten versehen, die dann auch an den Wiegestationen per Scanner zur Ansatzstoffkontrolle und Identifikation herangezogen werden.

Um rationeller arbeiten zu können, mußten die Wiegeboxen modernisiert und über Profibus an den CIS-Rezeptur-Rechner angeschlossen werden. Hierzu installierte man sechs ITU-Wägeterminals (Intelligente Universal-Auswägeeinrichtung, Abb. 3) in 190-Einschubtechnik in zwei Schaltschränken im Ex-freien Raum. Die Waagen und die ITU-Ex-Anzeigen wurden zusammen mit den Ex-Lesepistolen und den Ex-Etikettendruckern an den Produktionsarbeitsplätzen im Ex-Bereich installiert. Zwei weitere ITU-Terminals im QS-Bereich ergänzen die Anlage. Dort erfolgt die Farbmessung zur Farbkorrektur.

Der in der ersten Ausbaustufe erreichte Rationalisierungseffekt und die erzielte Qualitätsverbesserung überzeugten den Betreiber, die gesamte Anlage schnellstmöglich zu automatisieren. Sie ist seit Anfang 1997 in Betrieb.

Im Hinblick auf einen problemlosen Service sind die Anzeige- und Wägezellenstromkreise vollständig in der Zündart eigensicher EEx ib ausgeführt. Die Auswerteelektronik und alle nicht unbedingt erforderlichen Peripheriegeräte, beispielsweise die SPS-Steuerung und der CIS-Rezepturrechner wurden im Ex-freien Raum ohne Zwischenschaltung von Ex-Trennstufen installiert. Mit Hilfe dieser Technik verlief die Umstellung auf den Automatikdosierbetrieb problemlos und vor allem sehr kostengünstig.

Das CIS-Rezeptursystem ermöglicht zudem, daß Steuerungsdaten von und zur SPS durch die Auswertesysteme echtzeitfähig abschalten. Dabei werden Durchflußmeßdaten und Prozeßtemperaturdaten ins Herstellprotokoll ebenso übernommen wie die notwendigen Spülprogramme.

Die im SAP-System neu angelegten Aufträge werden mindestens einmal täglich auf den Bayan Vines Server kopiert. Die Übernahme der Aufträge in das CIS-Rezepturwägesystem erfolgt dann, ebenfalls täglich zeitgesteuert um 0.00 Uhr, über die emulierbaren automatischen Abläufe im CIS-System.

Alle im Wägesystem vorhanden Aufträge können in Listenform am Bildschirm oder an den Drucker ausgegeben werden. Diese Daten lassen sich im CIS-Rezepturwägesystem verändern, löschen bzw. auch neu anlegen. Während der Auftragsbearbeitung ist es möglich, mehrere Aufträge an den verschieden Wiegestationen gleichzeitig zu bearbeiten. Beendete Aufträge werden mit allen Wägedaten und den quittierten Herstellvorschriften auf dem Vines-Server gespeichert.

Die Bedienerführung erfolgt nach dem Scannen der Bedienernummer an jedem Wiegearbeitsplatz, der auch eine analoge Einwiegehilfe anbietet. Sie ist frei konfigurierbar und kann individuell an den Bediener oder die Arbeitsplatz-Gegebenheiten angepaßt werden (Abb. 4). Mit ihrer Hilfe und durch den Einsatz von Kontrollscan-Vorgängen der WE-Nummer konnten die Effektivität und die Fehlersicherheit der Produktion gesteigert werden.

Zur Vereinfachung der Weiterbearbeitung des Produkts wird bei Chargenende ein mit Strichcode versehenes Produktionsetikett gedruckt, das auf den Produktionskessel geklebt wird. Nach der Farbmessung ist eine Farbkorrektur möglich, bevor der Indikator als letzte Komponente zudosiert wird.

Die SPS steuert automatisch die mehrstufigen Dosierelemente, erwärmt, kühlt und mischt die Gemenge, hält vorgegebene Reaktionszeiten ein und meldet Vollzug über die ITU-Dosiercomputer zur Protokollierung an das CIS-Rezeptursystem zurück. Die papierlose Auftragsinstruktionen vor Ort und die Bedienerführung wurde dabei anwenderfreundlich und individuell auf die einzelnen Wiegestationen abgestimmt. Anpassungen an veränderte Produktionsabläufe sind jederzeit möglich. Das Rezeptur-System verknüpft in diesem Fallbeispiel Herstellvorschriften und Rezepte so, daß der ganze Produktionsprozeß im Herstellbericht lückenlos erfaßt und an das Prozeßplanungssystem zurückgemeldet wird.

Wichtige Effekte, die durch den Einsatz intelligenter Wägetechnik und des CIS-Rezeptursystems erreicht wurden, sind:

• die Realisierung einer Rohstoff-Gebindekennzeichnung mit Freigabe- und Kontroll-Algorithmen,

• Korrekturmöglichkeiten der Ansätze nach der Analyse und Protokollierung im Herstellbericht,

• Regelung der Zugriffs- und Bedienmöglichkeiten mit Benutzernummer und Paßwortschutz,

• einfache Änderungsmöglichkeiten der Aufträge durch den dazu berechtigten Bediener,

• Konfigurierbarkeit vieler Funktionen und der Bediendialoge an den Wägeterminals sowie

• rechnergestützte Chargenrückverfolgung.

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cav-250