Batch Controller

Für die kleine Menge

Das Abfüllen und Dosieren in einem Produktionsprozess ver- langt nicht nur hohe Präzision in Bezug auf die Mengen, der Vorgang soll wenn möglich auch vollautomatisch ablaufen. Für kleine Anlagen oder nur wenige Gebinde war dies bislang aber meist zu teuer. Ein neuer Batch Controller mit zweistufiger Abfüllung, einer Korrektur für Nachlaufmengen und einer intelligenten Fehlerüberwachung bietet für genau solche Anwendungen eine kostengünstige Lösung.

Mengenabmessungen sollen schnell und genau erfolgen. Mit einem neuen Batch Controller wird daher zunächst eine große Menge relativ schnell und die letzten fünf bis zehn Prozent sehr präzise abgefüllt.

Viele industrielle Abfüll- und Dosierprozesse sind automatisiert.Bei Kleinanlagen oder wenigen Gebinden war aber bislang der Kostenaufwand für die Vollautomatisierung zu hoch. Deshalb hat Endress + Hauser den Batch Controller RA33 entwickelt. Er bietet dem Betreiber drei Möglichkeiten, die entsprechenden Mengen abzumessen. Im Standardmodus kann er die Abfüllung direkt am Gerät oder über einen digitalen Eingang starten. Die Menge wird abgefüllt und der Prozess gestoppt. Den zweiten Modus kann er nutzen, wenn eine definierte Menge wiederholt in gleichen Zeitspannen benötigt wird. In dem Fall wird der Prozess gestartet, die Menge dosiert und der Prozess dann angehalten. Nach einer vorgegebenen Zeit startet er automatisch; so lange bis man die Stopp-Taste drückt. Der dritte Modus entspricht einer manuellen Abfüllung mit Mengenregistrierung. Hier wird der Prozess am Gerät gestartet und manuell wieder gestoppt. Die Abfüllmenge wird registriert.

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Mengenabmessungen sollen genau und schnell funktionieren, was sich eigentlich widerspricht. Deshalb unterstützt der Batch Controller die Zweistufen-Abfüllung, bei der zunächst eine große Menge schnell und die letzten fünf bis zehn Prozent sehr präzise abgefüllt werden. Für die genaue Abfüllung wird eine Fließbehinderung in die Rohrleitung eingebracht. Über ein Ventil, das analog über 4…20 mA angesteuert wird, gibt es die Möglichkeit der Rampenabfüllung. Dabei wird das Ventil zum Beispiel sofort ganz aufgefahren und dann schrittweise zugefahren. So erreicht man ein präzises Abfüllen.

Bei der Mengenbestimmung treten als systembedingte Fehler Nachlaufmengen auf. Sie entstehen durch Schaltzeiten von Ventilen, aber auch durch die Verlegung von Rohrleitungen. Es gibt zwei Arten von Nachlaufmengen. Die vom System nicht erfassten – sie sind von der Anlagengeometrie abhängig, immer gleich und werden im Batch Controller als feste Nachlaufkorrektur vorgegeben – und solche Nachlaufmengen, die vom System erfasst und vom Batch Controller ständig optimiert werden. Das schont Ressourcen, da so genau die vorgegebene Menge abgefüllt wird. Zudem werden auch Nachlaufmengen, die sich durch Verschleiß ändern, stets richtig korrigiert.

Tritt während der Messung ein Fehler auf, muss der Betreiber entscheiden, ob er die Messung fortsetzt oder verwirft und damit stoppt. Da die Abmessung beim Abfüllen ständig überwacht wird, erkennt der Batch Controller, ob das Medium fließt, die Leitung verstopft ist oder ob sich das Ventil nicht geöffnet hat. Dasselbe gilt am Ende einer Messung. Hier wird geprüft, ob die Abmessung stoppt oder das Ventil klemmt. Hinzu kommt die Überwachung des Durchflusses (Leckagekontrolle).

Werden verschiedene Medien zusammengerührt oder regelmäßig unterschiedliche Packungsgrößen abgefüllt, hilft die Rezepturverwaltung. Bis zu 30 voreingestellte Produkte lassen sich hinterlegen. Der Betreiber muss nur auswählen und auf Start drücken – schon wird die richtige Menge abgefüllt. Soll auch die Masse erfasst und als Eingangssignal bereit gestellt werden, ist zur Durchflussmessung der Einsatz eines Coriolis-Durchfluss-Messgerätes möglich. Bedarf es die anspruchsvollen Messtechnik nicht, kann der Batch Controller aus Volumendurchfluss und Temperatur die Masse oder das Normvolumen berechnen. Dazu müssen die produktspezifischen Daten im Batch Controller hinterlegt werden. Dieser misst die Mengen nicht nur automatisch; er dokumentiert den Prozess auch manipulationssicher. Gespeichert werden Batchname und -nummer, der Durchfluss als Kurve, die abgefüllte Menge und die vorgegebene Menge. Beim Stand-alone-Einsatz, kann man vor Ort das Batchprotokoll ausdrucken. Oder die Daten werden per Ethernet mit FDM-Software auf den PC übertragen und dort gespeichert. FDM bietet viele Möglichkeiten, die Daten darzustellen, auszudrucken oder als PDF abzulegen.
Der Batch Controller verfügt über verschiedene Kommunikationsmöglichkeiten. So lässt sich über Modbus TCP und Modbus RTU die Steuerung der Abmessungen digital realisieren. Zusätzlich können Batchname, Menge oder Rezeptauswahl übertragen werden. Und über Ethernet lassen sich die historischen Daten aus dem Gerät zur Field Data Manager Software übertragen. Auch ein OPC Server ist erhältlich, so dass sich alle wichtigen Daten an das Leitsystem übertragen lassen. Damit ist das System auch für zukünftige Entwicklungen offen.

Endress + Hauser bietet für das Abfüllen oder für die Dosage alle Messungen aus einer Hand an: Durchfluss-Messgerät, Temperatursensoren und Batch Controller. Die Einheiten muss der Betreiber nur noch mit einem Ventil ergänzen. Der neue RA33 integriert Mengenzählung, Überwachung, Dokumentation sowie Kommunikation und ist somit eine optimale Lösung für automatische Abfüll- oder Dosierprozesse, die sich bisher nicht automatisch und kostengünstig realisieren ließen. Thomas Knapp, Endress + Hauser/st

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