Verfahrenstechnik 5-6/2022

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Dank über 100 vorgefertigten Funktionsblöcken ermöglicht der MFC auch Anwendern ohne Programmierkenntnisse, komplexe Ablaufsteuerungen zu erstellen FLOCKUNGSMITTEL WURDEN BISLANG FÜR TEURES GELD PER TRIAL-AND- ERROR-VERFAHREN DOSIERT Michael Kocher, Geschäftsführer der Anko Innovation + Beratung GmbH, 91352 Hallerndorf setzt, zum Beispiel Polymere. Die bedarfsgerechte Dosierung dieser Polymere ist allerdings schwierig, weil man dazu deren genaue Konzentration im Schlammwasser kennen muss. Das war bis vor kurzem nicht möglich, da nur sogenannte indirekte Verfahren zum Nachweis der Polymere existierten. „Das sind im Wesentlichen optische Methoden“, berichtet Michael Kocher, Geschäftsführer der Beratungsfirma Anko Innovation, der als Umweltschutz- und Labortechniker seit über 20 Jahren in der Abwasseraufbereitung zu Hause ist. Man dosiere das Flockungsmittel anhand der Trübung des Schlammwassers, was im Grunde ein Trial-and-Error-Verfahren sei. „So lässt sich nicht genau quantifizieren, welche Menge an Polymeren man braucht, um die gewünschte Massenreduktion durch Entwässerung zu erzielen“, sagt Kocher. Die Folge: Um auf Nummer sicher zu gehen, würden Chemikalien in Abwasserreinigungsanlagen meist überdosiert. „Das ist eine teure Praxis, denn eine Kläranlage verbraucht im Jahr je nach Größe organische Polymere im Wert von bis zu 500.000 Euro“, beziffert Kocher den Materialeinsatz. Um das Dosierungsproblem in den Griff zu bekommen, hat Kocher in vierjähriger Arbeit den Analysator Polylyzer entwickelt, der die Polymerkonzentration im Schlammwasser exakt erfasst. Da er bei der Programmierung der Geräte-Steuerung unabhängig von externen IT-Profis sein wollte, suchte Kocher ein Tool, das er selbst bedienen konnte. Es ging ihm dabei nicht nur darum, hohe Tagessätze für IT-Spezialisten zu sparen, sondern er wollte sein Know-how auch nicht mit betriebsfremden Personen teilen müssen. Nach kurzer Internetrecherche stieß er auf den Multifunktionscontroller HE 5697 MFC von Hesch, der speziell auf die Bedürfnisse der Prozesstechnik zugeschnitten ist. LAIEN „PROGRAMMIEREN“ DIE STEUERUNG Der MFC erlaubt die Erstellung komplexer Ablaufsteuerungen ohne Programmierkenntnisse. Die mitgelieferte PC-Software Easy Tool MFC arbeitet mit über einhundert vorgefertigten Funktionsblöcken, die per Drag-and-Drop schnell und einfach zum gewünschten Prozessablauf zusammengestellt werden können, zum Beispiel Rechen-, Logik- und Zeitfunktionen oder Grenzwertmeldungen und Reglerfunktionen. Der Multifunktionscontroller ist darüber hinaus auch als Prozessrechner oder Pumpensteuerung verwendbar. Der MFC unterstützt nahezu alle Verfahren der Prozessindustrie von Gefriergeräte bis zu Schmelz- oder Warmhalteöfen und kann – anders als herkömmliche Regler – auch mehrere Prozesse gleichzeitig steuern. „Damit schließt der Controller die Lücke zwischen einem Standardregler und einer überdimensionierten SPS“, sagt Kocher. Aufgrund des modernen Bedienkonzepts und des leistungsfähigen Rechnerkerns sind Anwender bei der Gestaltung der Steuerungsabläufe sehr flexibel. 26 VERFAHRENSTECHNIK 2022/05-06 www.verfahrenstechnik.de

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN ANALYSATOR MISST DIE LADUNGS - DICHTE IM SCHLAMMWASSER Nur eine Woche brauchte der Anko-Geschäftsführer mit seinem Team, um mithilfe des MFC die Ablaufsteuerung für den Analysator zu „programmieren“. „Ich habe das kostenlose Test-Kit bestellt und damit gleich einen rudimentären Prototyp erstellt“, erinnert sich Kocher. Als die erste Version der Steuerung fertig war, kaufte er den MFC, um einen Vor-Prototypen seines Analysators zu entwickeln. Nach einem zweijährigen Test auf einer Abwasserreinigungsanlage sei klar gewesen: Das Verfahren funktioniert. Die Analysemethode von Anko nutzt den Effekt, dass sämtliche Partikel in wässrigen Lösungen geladen sind. „Damit die darin enthaltenen Feststoffe ausflocken, müssen die Ladungen aller Partikel auf null ausgeglichen werden“, erklärt Kocher. Sein Polylyzer misst deshalb die Ladungsdichte im Schlammwasser, die ein Maß für die Konzentration der darin enthaltenen Chemikalien ist. Daneben wir auch die Ladung der Polymerpartikel im Flockungshilfsmittel gemessen. „So wissen wir, in welcher Menge dem Klärschlamm Polymer zugegeben werden muss, um die optimale Ausflockung zu erzielen“, sagt Kocher. Der Analysator fungiert quasi als „vollautomatischer Labormitarbeiter“: Er zieht selbstständig regelmäßig Proben des Schlammwassers, analysiert sie und übermittelt die Werte an die speicherprogrammierbare Steuerung in der Leitwarte der Kläranlage. Diese errechnet aus den Daten des Analysators mithilfe eines von Anko mitgelieferten Algorithmus exakt die erforderliche Dosierung des organischen Polymers. Nach jeder Probenentnahme spült sich der Analysator automatisch durch, einmal am Tag reinigt er sich zudem chemisch selbst. Gebaut wird das Gerät vom Kölner Industrieservice-Dienstleister Yncoris, der auch eng in die Entwicklung des Analysators involviert war. „Yncoris hat uns immer wieder Anregungen gegeben, die Patentschrift vorformuliert und den Prototyp gewartet und gereinigt“, berichtet Kocher. BIS ZU 100.000 EURO PRO JAHR SPAREN DER MFC IM ÜBERBLICK Herzstück des MFC ist eine sparsame, leistungsfähige CPU (ARM Cortex A8). Darüber hinaus verfügt der Multifunktionscontroller über eine netzausfallgepufferte Echtzeituhr sowie über 2 GB internen Speicher für Logdaten. Er kann über Profinet-, Profibus-, Modbus-, CAN-Bus- und HPR-Bus-Schnittstellen kommunizieren und wird bei Bedarf auch für den Betrieb mit weiteren Protokollen vorbereitet. Die Bedienung erfolgt unkompliziert über ein resistives 3,5"-Display (320 × 240 QVGA), auf dem sich vier frei programmierbare Funktionstasten und zwei LED für Zustandsanzeigen befinden. Für den sicheren Datentransfer steht ein galvanisch getrennter Micro-USB-Port zur Verfügung. Ergeben sich in einem Prozess Änderungen, lässt sich die Steuerung kostenneutral anpassen und weiterentwickeln. Die I/O-Karten des MFC können mithilfe der Himod-Module von Hesch lokal oder dezentral um Funktionen oder Sensoren ergänzt werden. Fazit: Das neue Analyseverfahren ermöglicht Betreibern von Abwasserreinigungsanlagen, den Einsatz von Flockungsmitteln nahezu ohne Personalaufwand zu optimieren. „Durch die gezielte Dosierung der Hilfsstoffe können pro Kläranlage etwa zehn bis 20 Prozent der Additive eingespart werden, was Kosten von rund 50.000 bis 100.000 Euro im Jahr entspricht“, sagt Kocher. Bei einem Test auf einer Anlage habe der Chemikalienverbrauch sogar um 30 Prozent reduziert werden können. Nachdem ein verkaufsfertiger Prototyp noch einmal ein Jahr lang unter realen Bedingungen auf einer Kläranlage getestet wurde, geht der Analysator jetzt in den Verkauf und wird über die Anko-Tochter KAM Analyse- und Messtechnik vermarktet. Das Interesse an dem neuen Verfahren sei groß: „Wir haben viele Anfragen, und einige vielversprechende Test bei Kunden laufen“, ist Kocher optimistisch. Bilder: Ralf Baumgarten Photography, Hesch www.multifunktionscontroller.de www.anko-gmbh.net AUTOR Werner Brandis, Geschäftsführung, Hesch Industrie-Elektronik GmbH, 31535 Neustadt PhoenixTM Phoenix Temperature Measurement ... weil Erfahrung zählt! Temperatur System Umfassend: Garen und Gefrieren HACCP konforme Einrichtung! Temperatur Profil Systeme für die Nahrungsmittelindustrie Software Einfach: Schnelle grafische Auswertung Fo/Pu Prozessanalyse! Datenlogger www.phoenixtm.com info@phoenixtm.com DAkkS-Konform von -190°C bis +400°C! Exakt: Auch im negativen Temperaturbereich