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Verfahrenstechnik 4/2019

Verfahrenstechnik 4/2019

TOP-THEMA I POWTECH

TOP-THEMA I POWTECH Zerkleinerungsprozess 4.0 Messtechnik für die Optimierung von Brechern In Zerkleinerungsanlagen geht es ordentlich zur Sache, Staub und Dreck gehören zum Alltag. Doch dieser Anlagentyp kann sich auch von einer ganz anderen Seite zeigen. Dank innovativer Messtechnik und Algorithmen lassen sich einzelne Prozessschritte in Echtzeit optimieren, sodass der Energieverbrauch drastisch gesenkt wird. Dabei helfen Sensoren. Autor: Jürgen Skowaisa, Produktmanager Radar, Vega Grieshaber KG, Schiltach Jedes Partikel, jedes Korn und jeder Stein werden bei Maestro geradezu persönlich genommen. Das italienische Unternehmen optimiert seit 15 Jahren Zerkleinerungsprozesse und Brecher für alle Produktionsprozesse in Steinbruch, Bergbau und Recycling. Unbestritten ist, dass Zerkleinerungsmaschinen viel Energie benötigen, bis das fertige Produkt entsteht. Neben der eigentlichen Zerkleinerung müssen auch noch Prozesse wie Vorwäsche, Reinigung, Sortierung etc. beachtet werden. Dank der Systeme von Maestro lässt sich jedoch der Energieverbrauch pro Tonne Produkt, einer der Hauptproduktions-Kostenfaktoren, erheblich reduzieren. Dabei sind es nicht nur die Energiekosten, die im Mittelpunkt der Optimierung stehen. Die eigentliche Herausforderung für den Betreiber liegt darin, eine einheitliche Qualität des Endprodukts zu liefern. Manuelle Eingriffe sind im Prozessablauf eher schwierig. Ziel der kontinuierlichen Überwachung der einzelnen Prozessschritte ist es daher, die Belastung der jeweiligen Maschinenkomponenten zu reduzieren – und dies je nach aktueller Situation im Brecher. Das System von Maestro steuert automatisch den gesamten Prozess, indem es alle im System vorhandenen Maschinen verbindet. Die in den kritischen Bereichen installierten Sensoren erlauben es, die Belastung in den einzelnen Anlagenteilen ständig anzupassen. Beispielsweise wird die richtige Beladung gesteuert, der Materialfluss angepasst oder Verstopfungsszenarien vermieden. Dies schont die Anlage, spart Energie und führt zudem zu einer höheren Produktqualität. Erfassung der Füllhöhen In der Welt von Maestro spielt die Sensorik eine große Rolle, ganz nach dem Motto: „Was nicht gemessen werden kann, lässt sich auch nicht optimieren.“ Seit rund einem Jahr ist die Messtechnik von Vega bei der Überwachung und Optimierung der Zerkleinerungsmaschinen mit im Boot. Ins­ 01 Die Vega-Sensoren in den Brecheranlagen ermitteln zu jeder Zeit den korrekten Füllstand

POWTECH I TOP-THEMA gesamt kommen 50 Geräte, angefangen beim Vegason 61, 62, 63 über den Vegapuls 69 bis zum Vegabar 82, zum Einsatz. Die meisten der eingesetzten Sensoren sind Füllstandsensoren. So wird die Vega- Radartechnologie zur Messung des Materials in Brechern und Mühlen eingesetzt, sie warnt aber auch vor Siebverstopfung und misst den Wasserstand zum Waschen des Materials. Beispielsweise befinden sich Vega-Sensoren an der Öffnung der Presse, um den Füllstand in der Maschine zu kontrollieren, aber auch auf den Förderbändern, um die Beladung zu messen und in den Behältern, um die Menge des Endproduktes zu erfassen. Je nach Beladung werden dann automatisiert verschiedene Anpassungen der Maschine vorgenommen, um jeweils ein optimales Ergebnis zu erzielen. Zwar hatte Maestro schon vorher Sensoren anderer Hersteller für diese Aufgaben verwendet. Diese mussten jedoch sehr aufwändig in die vorhandenen Automatisierungssysteme eingebunden werden. Zudem ist es generell nicht ganz einfach, die Füllhöhe in Zerkleinerungsmaschinen zu messen. Denn trotz aller Digitalisierung geht es auch bei Maestro branchentypisch zu, also staubig, schmutzig und sandig. Vibrationen gehören ebenfalls zum Alltag. Dadurch verursachen Staub, Restmaterial und Feuchtigkeit jede Menge Störreflexionen. Eine Tatsache, die auch den bisherigen Sensoren erhebliche Probleme bereitete und so zu einer ungenauen Messung führte. Im Dauereinsatz geblieben Vega kannte Maestro bis dahin kaum. Dennoch baute man einige Sensoren zum Testen ein. Von Projektbeginn an war man von der Technologie überzeugt, sodass die Sensoren seitdem ihren festen Platz in den Brecheranlagen gefunden haben. Vor allem von der einfachen Konfiguration war das Team begeistert. Dank Plics-Konzept, also der einheitlichen Bedienoberfläche unabhängig vom Messprinzip, musste sich das Team bei den unterschiedlichen Sensortypen nicht immer wieder neu einarbeiten. Das Setup war denkbar einfach. Davon abgesehen war die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Messwerte entscheidend. Insbesondere der Vegapuls 69 lieferte extrem sichere Messwerte – eine wichtige 02 Hauptziel der automatisierten Steuerung ist es, die durch die Rohstoffvariabilität verursachten Unstimmigkeiten zu erkennen und zu lösen Voraussetzung, um darauf aufbauend eine Optimierung zu starten. Für die hohe Genauigkeit ist der kleine Abstrahlwinkel von nur 3° verantwortlich. Das Radarfüllstandmessgerät arbeitet mit einer Sendefrequenz von 80 GHz und einer Antennengröße von ca. 75 mm. Der 80-GHz-Strahl geht damit an Einbauten oder Anhaftungen an der Behälterwand vorbei. Zudem durchdringt er selbst dichte Staubwolken mühelos. Das macht die Messung sicherer und zuverlässiger, insbesondere bei den rauen Umgebungen, die in Zerkleinerungsanlagen vorkommen. Der Radarsensor Vegapuls 69 besitzt eine sehr gute Signalbündelung und einen hohen Dynamikbereich. Letzterer liefert eine Aussage darüber, in welchen Anwendungsbereichen ein Sensor eingesetzt werden kann. Die Dynamik beschreibt den Unterschied zwischen größtem und kleinstem Signal, das vom System noch detektiert werden kann. D. h. je größer die Dynamik, desto breiter das Einsatzspektrum der Sensoren. Aufgrund des großen Dynamikbereichs von 120 dB können selbst kleinste Reflexionen gemessen werden. Mit einem Messbereich bis zu 120 m, einer Reaktionszeit kleiner 1 s und einer Genauigkeit von ± 5 mm sind genügend Leistungsreserven vorhanden. Die Sensoren lassen sich aus sicherer Entfernung mit dem Smartphone oder Tablet konfigurieren und parametrieren. Jürgen Skowaisa Und noch ein Feature begeisterte das italienische Unternehmen: Die Möglichkeit, eine drahtlose Kommunikation über Bluetooth einzusetzen. Diese ist insbesondere für schwer zugängliche Stellen, raue Industrieumgebungen und Ex-Bereiche interessant. Damit lassen sich die Vega-Sensoren aus sicherer Entfernung mit dem Smartphone oder Tablet, unabhängig davon, ob Apple- oder Android-Gerät, konfigurieren und parametrieren. Auch Anzeige- und Diagnosefunktionen stehen so schnell und unkompliziert zur Verfügung. Damit fügt sich die Vega-Technologie perfekt in die Optimierungsumgebung bei Maestro ein. Halle 4, Stand 514 Fotos: Vega www.vega.com Rembe 2.indd 1 11.03.2019 09:34:07 VERFAHRENSTECHNIK 4/2019 45

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