Anlagenoptimierung

Schnell projektiert

Optimierung des mathematischen Verfahrens einer Differentialdosierwaage hinsichtlich der Einflüsse von Störgrößen unter Verwendung von DasyLab SPS Edition.

 

Für eine Firma mit einem Zentrum für Schüttguttechnik ist das Dosieren und Mischen verschiedener Stoffe (in rieselfähiger Form) ein zentrales Thema. 

Genaues Dosieren bei kontinuierlich ablaufenden Verfahren wird bisher mit Differentialdosierwaagen realisiert. Das 'Herz' jeder Differentialdosierwaage, die elektrische Waagtechnik, besteht bei den etablierten Herstelleren aus einer 'Black-Box'. Die komplette Auswertung und Verarbeitung der Rohwerte erfolgt in einer gekapselten Elektronikeinheit, welche auf dem Hersteller- Know-How basiert. Kompatibiltät und Integrationsfähigkeit ist gegeben, aber teuer. 

Aus diesem Hintergrund heraus stellte sich die Aufgabe: Realisierung einer wartungsfreundlichen Differentialdosierwaage aus elektrischen und mechanischen Standardkomponenten. Weitere Anforderungen an eine Differentialdosierwaage neuester Generation waren: Systemoffenheit und preislicher Vorteil im Vergleich zu den bisher erhältlichen Systemen. Die Realisierung dieses Anforderungsprofils gelang mit Komponenten der Siemens AG 
(SIWAREX U und SIMATIC S7-314).

 

Anlagenoptmierung schaltschrankSchaltschrank der Anlage: Ersatz von Eigenelektronik durch preisgünstige und wartungsfreundliche Standardkomponenten der Siemens AG.

 

Das Messwertverarbeitungsprogramm DasyLab SPS Edition diente dabei zur Verifizierung des mathematischen Verfahrens, welches die Massenabnahme je Produkt pro Zeiteinheit am besten wiedergab. Vibrationen und die Unwucht der beladenen Dosierschnecke verursachten stark fehlerbehaftete Messwerte. Eine akzeptable Dosiergenauigkeit war mit diesen 'Rohdaten' nicht zu erzielen. 

Zur Kontrolle wurden zwei Datenbausteine im Steuerprogramm angelegt, einer für die Rohdaten, der andere für die optimierten Daten. DasyLab SPS-Edition erfasste die Werte online im Zyklus von 100 ms. Um einen direkten Vergleich der Werte zu erhalten wurden sie in einem Mehrkanalschreiberfenster visualisiert. Weiterhin wurden die so erhaltenen Messwerte im ASCII-Format auf der Festplatte abgelegt um später in DasyLab SPS Edition oder EXCEL erneut bearbeitet werden zu können. 

Durch die Auswertung der Kurven war es möglich, das optimale mathematische Verfahren für die 'Rohdatenverarbeitung' anhand der kontinuierlichen Massenabnahme (keine Treppen, keine Sprünge) zu ermitteln. 

 

Anlagenoptimierung DatenfilterDie gefilterten Daten erlauben ein genaues Dosieren im Prozentbereich.

 

Die im Laboraufbau zur Differentialdosierung realisierte Waage erwies sich als tauglich, um nach dem Praxistest eine Alternative zu den auf dem Markt befindlichen Waagen zu bieten. Mit diesem Konzept ist es möglich, Differentialdosierwaagen als offenes und kostengünstiges System zu realisieren. 

Die Ingenieure überzeugte an DasyLab SPS-Edition die einfache Handhabung der Software (kaum Einarbeitungszeit), die einfache Anbindung an eine SIMATIC S7 (kein Anpassen der Schnittstelle) und eine problemlose Weiterverarbeitung der abgespeicherten Daten in EXCEL. 

Übersicht: Beispiele