Schlauer Kopf
Aktualisierte Steuerung für „Loss in Weight"-Dosiergeräte
ARTIKEL AUS DER SCHÜTTGUT & Prozess 4/2023
Die Verarbeitung von Messwerten stellt in vielen technischen und wissenschaftlichen Anwendungen eine fundamentale Herausforderung dar. Abhängig von der Anwendung und den spezifischen Anforderungen an die Messdatenauswertung können verschiedene Methoden und Prinzipien zum Einsatz kommen. Zwei zentrale Ansätze in diesem Kontext sind das Integralprinzip und das Differenzialverfahren. Während das Integralprinzip auf der Kumulierung von Messdaten über einen Zeitraum oder eine bestimmte Strecke basiert, legt das Differenzialverfahren Wert auf die Betrachtung von Änderungsraten.
Epa hat eine aktualisierte Steuerung für „Loss in Weight“ Dosiergeräte in kontinuierlich arbeitenden Ein- oder Mehrkomponentenanlagen mit Hardwarebasis S7-1500(SP) auf dem Markt. Diese Dosiersteuerungen können über TCP/IP, Profinet, Profibus oder MPI-Kopplung an vorhandene Steuerungen und Leitsysteme angebunden werden. Ist kein übergeordnetes Leitsystem vorhanden, lassen sich Dosiereinheiten durch die von epa Dosiertechnik entwickelte WinCCVisualisierung über eine Schnittstelle mittels PC bedienen und Überwachen. Die WinCC Bedienoberfläche bietet neben Funktionen der Anlagenparametrierung und Überwachung auch Anwendungen für Service und Abgleich. Alle relevanten Eingaben, Informationen, Trendkurven, Verbrauchsstatistiken und Meldebilder für Bedienschritte und Störungsmeldungen werden grafisch und numerisch dargestellt. Die Steuerungen können weltweit mittels Ferndiagnose überprüft und gewartet werden.
Erfahrungen von epa zeigen, dass die Messwertverarbeitung nach dem lntegralprinzip gegenüber dem Differenzialverfahren schneller reagiert. Steuerungen nach dem Gewichtsverlust-/„Loss in Weight“-Prinzip eignen sich zur exakten Dosierung mit hoher Kurzzeitgenauigkeit. Bei diesen Systemen werden Dosierbehälter inklusive Dosiergut und Austragaggregat über ein DMS-Wägesystem verwogen. Beim Einschalten oder Nachfüllen übernimmt ein Sollwertrechner den Messwert des Gewichts. Das bedeutet eine sofortige Tarierung und Vorberechnung des Behältergewichtes zu jedem Zeitpunkt entsprechend der sollwertgeregelten Gewichtsabnahme. Dem Regler werden nun der Messwert und der vorerrechnete Sollwert des Gewichts mitgegeben. Abweichungen zwischen beiden Werten regelt das Austragsorgan nahezu verzögerungsfrei nach: Soll- und IstWert stimmen daher innerhalb sehr enger Toleranz überein. Während eines Nachfüllvorgangs wird das Austragsaggregat mit dem Mittelwert des Regelsignals der letzten 10 Sekunden angesteuert.
Da die Entleergerade für die Geschwindigkeit der Gewichtsabnahme entsprechend dem Sollwert vorausberechnet wird, kann der Regler einen kontinuierlichen Soll-/lst-Vergleich durchführen. Die Totzeiten zur Differenzberechnung des Gewichtes entfallen. Auch in der kritischen Phase der Nachfüllung des Dosierbehälters bleibt das Regelsignal und somit auch die Dosiergenauigkeit konstant. Die Regelcharakteristik entspricht dem klassischen PI-Regler. Proportionalund lntegralverhalten ist frei parametrierbar. Dadurch kann die Regelung an beliebige Produkte und Austragsaggregate angepasst werden. Zusätzlich wird differenziell auch die Dosierleistung für die Berechnung des Materialverbrauchs und für Überwachungsfunktionen berechnet. Für eine genaue Dosierung wird aufgrund variabler Reaktionszeiten des Prozessors die Zykluszeit erfasst. Sie dient als Basis für alle Berechnungen. Für jeden Messzyklus wird die Sollgewichtsabnahme neu berechnet und dem Regler zum Vergleich zugeführt.
Um über den gesamten Dosierleistungsbereich eine optimale KurzzeitDosiergenauigkeit zu erzielen, sollte nach Möglichkeit ein Vibrationsantrieb nahe der Resonanzfrequenz eingesetzt werden, welcher über den gesamten Dosierbereich sehr dynamisch auf Gewichtsänderungen des Systems reagiert. Außerdem liefern Vibrationsdosier- bzw. Fördergeräte eine unerreichte Energieeffizienz bei nahezu vollkommener Wartungsfreiheit. Ein Vibrationsförderer benötigt zum Beispiel für den Transport von 150 kg/h Granulat mit Schüttgewicht 0,7 kg/ dm³ über eine Länge von 500mm etwa 20 Wh.
Die angebotenen Vibrations- und Schneckendosierer sind für Dosierleistungsbereiche von 100 g/h bis zu 10 t/h geeignet. Größere Austragsmengen werden mit (Dosier)-Bandwaagen realisiert. Durch den flexiblen Aufbau der Steuerung sind periphere Maschinen und Anlagen wie Fördersysteme, Extruder- und Mischersteuerungen leicht in das System integrierbar.
Über epa Dosiertechnik
Die epa Dosiertechnik GmbH ist konzernunabhängig. Entwickelt und gefertigt werden seit über 45 Jahren Förder-, Wäge- und Dosieranlagen in kundenspezifischen Ausführungen.
Mit der Firmengründung wurde die Deutschlandvertretung für die Firma ARBO Systems SA, CH-Lugano übernommen. Beide Firmen haben im Laufe der Jahre innovative Entwicklungen im Bereich der Wägeund Dosiertechnik mit großem Erfolg vorangetrieben.
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