Kampffmeyer ist ein europaweit agierendes Unternehmen mit Hauptsitz in Hamburg und einem eng verknüpften Netzwerk eigenständiger Mühlen- betriebe. Bei der Hildebrandmühle in Mannheim wurde die Entleerung der 23 Getreidesilos bisher über Durchflussmessdosiergeräte geregelt. Da die Baugruppen der Dosierelektronik veraltet waren, wurde auf Basis moderner Siwarex-Wägeprozessoren ein flexibles Silomanagementsystem installiert.
Dipl.-Ing. (FH) Volker Weiß
Der Durumweizen hat ein hartes, glasiges und eiweißhaltiges Korn, das besonders zur Herstellung von Teigwaren mit intensiv gelber Farbe und hoher Kochfestigkeit geeignet ist. Zum Backen ist Mehl aus Durumweizen wegen des zähen Klebers weniger brauchbar, da der Teig schwer zu lockern ist. Die zu Kampffmeyer gehörende Hildebrandmühle in Mannheim ist eine der modernsten Mühlen in Europa und produziert Hartweizengrieße für alle Anwendungsgebiete. Die Mahlkapazität beträgt rund 200 000 t/a. Die Entleerung der Getreidesilos wurde bisher über Durchflussmessdosiergeräte geregelt. Da die Baugruppen der Dosierelektronik veraltet waren und die Ersatzteilbeschaffung immer schwieriger und teurer wurde, sollten sie durch moderne Siwarex-Wägeprozessoren abgelöst werden. Die Siwarex-Technik sollte optimal an die Anforderungen der Produktion angepasst werden und der Anschluss der Wägeelektronik mittels Profibus DP an die vorhandene Simatic S7 erfolgen. Alle Menüs im ebenfalls bereits vorhandenen Scada-System Simatic-WinCC mussten angepasst werden.
Die Dosierwaage ermöglicht eine kontinuierliche Dosierung von fließfähigem Getreide. Die effektiv durchlaufenden Mengen werden in Tonnen pro Stunde angezeigt und in Kilogramm aufsummiert. Die Dosiereinrichtung besteht aus einem Steuergerät (Schaltschrank) und einem Dosierteil (unter dem Silo). Das Dosierteil besteht aus Einlaufschnabel, Schieber, Ablenkschaufel, Kraftaufnehmer mit vier Dehnungsmessstreifen (zu einer vollständigen Wheatstone-Brücke zusammengeschaltet), Anbauelektronik und Ventilgruppe. Diese Baugruppen bilden zusammen einen Regelkreis, dessen Regelgröße die Durchflussmenge des Produktes ist. Das Produkt fließt über die Ablenkschaufel und erzeugt hier eine Ablenkkraft. Diese wird im Kraftaufnehmer in ein elektrisches Signal umgewandelt und in der Anbauelektronik verstärkt. Dieser Istwert ist proportional zur Durchflussmenge. Der Wert wird zum Steuergerät übertragen. Vom Steuergerät aus wird die gewünschte Durchflussmenge – der Sollwert – vorgegeben. Im Regler (Anbauelektronik) wird der Sollwert mit dem Istwert verglichen und daraus das Stellsignal für den Schieber gebildet. In der Ventilgruppe wird das elektrische Signal in ein pneumatisches Signal umgewandelt und über eine Membrane der Schieber angetrieben.
Einzelsteuerung
Die Regelfunktionen der in den Schaltschränken eingebauten Steuergeräte wurden in das Programm der Simatic S7-400 integriert. Die Anbauelektroniken an den Dosierteilen wurden durch Siwarex-Wägeelektroniken ersetzt. Die Siwarex-Wägeelektroniken wurden in eine dezentrale ET200M in dem neu zu errichtenden Schaltschrank im Schaltraum eingebaut und via Profibus DP an die Simatic S7 angeschlossen. Der Kraftaufnehmer konnte weiter verwendet werden. Die Dehnungsmessstreifen (Wheatstone-Brücke) des Kraftaufnehmers wurden jeweils über ein sechsadriges Spezialkabel und Erweiterungsbox angeschlossen.
Das Siwarex-Wägemodul versorgt die Wägezelle mit Spannung und wandelt das Messsignal in einen Gewichtswert um. Während des Wägevorgangs überwacht und steuert das Wägemodul Siwarex die Wägezellensignale und -zustände. Der optimierte Simatic-interne Datenaustausch ermöglicht eine direkte Auswertung der Signale und Zustände im SPS-Programm. Durch die SPS-seitige Beeinflussung der Wägeabläufe kann das Siwarex-Modul problemlos an Veränderungen in der Anlagentechnik angepasst werden.
Bisher wurden die Dosiergeräte nur gruppenweise angesteuert: Drei Gruppen zu je sechs Dosierwaagen und eine Gruppe mit fünf Dosierwaagen. Mit der neuen Lösung können nun alle Siwarex-Waagen auch einzeln angesteuert und beliebige Gruppen gebildet werden, wodurch sich die Flexibilität des Silomanagements steigern ließ. Für die Bedienung und Justage der Durchflussmessdosiergeräte mittels Siwarex wurden neue übersichtliche Menüs in Simatic-WinCC ergänzt. Anwendersoftware und notwendige Modifikation der SPS und die Integration der Siwarex-Baugruppen wurden in mehreren Zeitabschnitten in Betrieb genommen, um den laufenden Betrieb der Mühlen so wenig wie möglich zu stören.
Halle 9, Stand 310
dei 432
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SPS/IPC/Drives 2007
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