In immer mehr Bereichen der Industrie findet die kontinuierliche Verwiegung ihre Verwendung. Die Aufgabe einer kontinuierlichen Waage ist die Verwiegung von Produkten und deren kontinuierliche Zuführung in die fortlaufende Produktion. Die Funktionsweise der Verwiegungseinheit kann auf unterschiedliche Arten ausgeführt werden, sei es in Form einer Kraftmessung, Bandwaage, Schüttstrommesser oder Differenzialdosierwaage. Diese genannten Betriebsarten sind mit der OPDwin- und STANDARD Systemlösung möglich.
Die Differenzialdosierwaage besteht meist aus einem Wägebehälter mit Wägezelle, einer Dosiereinheit mit zugehöriger Ansteuerung – z.B. FU – einem Vorratsbehälter und einer geeigneten Steuerungseinheit. Die Anforderungen an ein solches Verwiegungsprinzip sind die genaue Erfassung des Produktgewichtes, Ermittlung der Durchflussmenge des Dosierorgans sowie möglichst schnelle und genaue Ausregelung des Produktstroms auf den gewünschten Sollwert. Der Produktstrom wird intern durch die Gewichtsabnahme pro Zeit ermittelt. Für die Steuerung und Ausregelung des Produktstromes ist der volumetrische und gravimetrische Betrieb ein wichtiger Bestandteil. Der volumetrische Betrieb ist für das schnelle Dosieren in den Bereich des Sollwertes und der gravimetrische Betrieb für das genaue Ausregeln sowie das Konstanthalten des Produktstromes verantwortlich. Vor dem Dosiervorgang wird für den gravimetrischen Betrieb aus fünf Punkten eine Gerätkennlinie zur Steuerung erstellt. Es werden von Hand stufenweise von 0 bis 100% fünf Stellwerte gesetzt und der daraus ergebene Produktstrom im Inbetriebnahme-Programm notiert. Aus diesen fünf Wertepaaren bildet die STANDARD Systemlösung eine Stellwert-/Durchflusskennlinie. Wird ein Sollwert eingetragen und die Dosierung gestartet, errechnet sich die STANDARD Systemlösung anhand der Kennlinie den ungefähren Stellwert und gibt diesen an die Differenzialdosierwaage weiter. Dadurch dosiert die Differenzialdosierwaage schnell an den Sollwert. Da die Gerätkennlinie nicht 100% genau die Dosiereigenschaften wiedergeben kann, wird eine geringe Dosierdifferenz übrig bleiben. Um diese bleibende Differenz auszuregeln, wird in einem einstellbaren Grenzbereich, um den Sollwert herum, in den gravimetrischen Betrieb umgeschaltet. In diesem Betrieb übernimmt ein PID-Regler die genaue Ausregelung. Der Regler erfasst den aktuellen Durchfluss und vergleicht diesen mit dem Sollwert. Tritt eine Differenz auf, so lenkt der PID-Regler der Differenz entgegen. Ist der Wägebehälter fast leer, wird dieser aus einem Vorratsbehälter gefüllt. In dieser Zeit ist aufgrund des herabfallenden Produktes keine Gewichtsmessung und somit keine Produktstromermittlung möglich. Gleichzeitig wird der zuletzt erreichte Stellwert ausgegeben, damit der Produktstrom annähernd konstant bleibt. Nach der Beruhigungszeit der Wägezellen wird in den gravimetrischen Betrieb zurückgeschaltet. Um die Genauigkeit der Gerätekennlinie zu steigern, kann eine Materialkennlinie aufgenommen werden. Durch die Abnahme des Produktgewichtes im Wägebehälter verändern sich die Fördereigenschaften. Um diese Änderung in die Steuerung einzubeziehen, wird die Materialkennlinie produktspezifisch ermittelt. Bei gefülltem Wägebehälter wird ein mittlerer Stellwert herausgegeben und der Produktstrom bei 90, 70, 50, 30% des Nenngewichtes aufgenommen. Daraus errechnet sich das Programm einen Anpassungsfaktor für die Gerätekennlinie in Abhängigkeit der Füllhöhe. Mit kleinen Stellwerten wird wenig Produktstrom erreicht. Doch ab einer bestimmten Drehzahl (Stellwert) erreicht die Dosiereinheit größere Produktströme. Die STANDARD Systemlösung bietet die Möglichkeit aus 5 Punkten eine Gerätekennlinie zu bilden. Nimmt man 5 Punkte von 0 bis 100% Stellwert und verbindet diese miteinander, weist diese Gerätekennlinie an einigen Stellen erhebliche Abweichungen zur Orginalkennlinie auf. Resultat ist, dass der gesetzte Stellwert in diesem Bereich zu einem erheblich größeren oder kleineren Produktstrom führt. Dies hat zur Folge, dass der PID-Regler eine größere Regeldifferenz ausgleicht und gleichzeitig eine längere Einschwingzeit benötigt. Die OPDwin Systemlösung kann bis zu 20> Punkte aufnehmen, um die Gerätekennlinie nachzubilden und die Regeldifferenz im Umschaltaugenblick zu minimieren. Die Gerätekennlinie muss bei der STANDARD Systemlösung von Hand notiert werden. Bei der OPDwin Systemlösung werden die Punkte der Gerätekennlinie automatisch ermittelt und abgespeichert. Dies erleichtert dem Kunden die selbstständige Aufnahme von Gerätekennlinien für neue Produkte. Die Materialkennline kann zusätzlich aufgenommen werden um die Genauigkeit der Gerätekennlinie zu erhöhen.
Das Produkt im Wägebehälter drückt mit seinem Eigengewicht auf die Dosierschnecke. Somit muss der Antriebsmotor bei einem vollen Behälter und gleicher Ansteuerung mehr Kraft aufwenden als bei einem fast leeren Behälter. Dies führt dazu, dass bei gleicher Ansteuerung eines vollen Behälters eine geringere Drehzahl als bei Ansteuerung eines leeren Behälters erreicht wird. Um diese Änderung mit in die Steuerung zu integrieren wird eine Materialkennlinie aufgenommen, die die Gerätekennlinie in Abhängigkeit von der Füllhöhe anpasst. Diese Materialkennlinie wird bei der STANDARD Systemlösung von Hand aufgenommen. Dazu wird ein mittlerer Stellwert (ca. 50-60% Stellwert) bei einem vollen Behälter ausgegeben. Sind 90% des Stellwertes erreicht, wird dieser Wert abgespeichert. Dies wiederholt man bei 70, 50, 30, 15% vom Nenngewicht. Aus den Änderungen des Durchflusses wird intern eine Kennlinie zum anpassen gebildet. Bei der OPDwin Systemlösung wird diese Kennlinie automatisch ermittelt.
Fazit zu den Systemlösungen
Die STANDARD Systemlösung ist eine genaue Verwiegungseinheit, die ÜBER PROFIBUS gut in das System integrierbar ist. Die Projektierung im SIMATIC S7 Programm gibt dem Benutzer die Möglichkeit über Befehlsnummern Befehle an die Siwarex zu senden. Die Einstellungen im Siwatool sind nicht ganz einfach und können somit nicht von Unerfahrenen ausgeführt werden. Soll ein anderes Produkt dosiert werden, ist die Übermittlung anderer Geräte- und Materialkennlinien als zusätzlicher Softwareaufwand notwendig. Wurde keine Geräte- und Materialkennlinie für dieses Produkt aufgenommen, muss dies umständlich von Hand aufgenommen werden. Der Vorteil der STANDARD Systemlösung ist, dass sie eigenständig läuft und somit im Betrieb nur ganz geringe Zykluszeiten in Anspruch nimmt (Befehle übertragen). Doch falls Datensätze aktualisiert werden, muss die CPU diese mit Befehlen aus der STANDARD Systemlösung laden. In der OPDwin Systemlösung wird für das Dosierprogramm Zykluszeit in Anspruch genommen. Alle Datensätze und Befehle sind in der CPU integriert. Ein einfacher Austausch der Geräte- und Materialkennlinien bei einem Produktwechsel ist einfach zu bewerkstelligen. Bei jedem Neustart der Dosierung werden der Produktname und die Produktnummer im übertragenen Rezept mit den eingespeicherten Werten verglichen. Ist ein neues Produkt angewählt und eine Geräte- und Materialkennlinie vorhanden, werden diese automatisch geladen. Sind keine Daten aufgenommen, wird dieses angezeigt und zur Ermittlung der Kennlinien aufgefordert.
Ausführungen der STANDARD- und OPDwin Systemlösung:
Einheitliche Aufbautechnik und durchgängige Kommunikation durch die Integration in SIMATIC S7 und SIMATIC PCS7
Einheitliche Projektierung mit SIMATIC
Direkter Einsatz im SIMATIC Automatisierungssystem
Einsatz im dezentralen Anlagenkonzept durch den Anschluss an PROFIBUS-DP über ET 200M
Messen von Gewicht und Kraft mit hoher Auflösung von 16 Mio. Teilen
Kennlinien-Linearisierung
Hohe Genauigkeit 3*6000d, eichfähig OIML R76 (0,5µV pro e)
Hohe Messraten von 10 ms
PID-Regler mit umfangreichen Einstellmöglichkeiten (Diff. Waage)
Integrierte Filterfunktion
Parametrierbare Funktion der Ein- und Ausgänge
Flexible Anpassung an unterschiedliche Anforderungen mit SIMATIC
Einfache Parametrierung mit dem Programm SIWATOOL FTCL über RS232-Schnittstellen
Austausch der Baugruppe ohne erneute Justage möglich
Aufzeichnung des Wägeverlaufs – umfangreiche Optimierungsmöglichkeiten
Eigensichere Wägezellenspeisung für den Ex-Bereich Zone 1 (Option)
Systemlösung kontinuierliche Waage
Systemlösung kontinuierliche Waage
In immer mehr Bereichen der Industrie findet die kontinuierliche Verwiegung ihre Verwendung. Die Aufgabe einer kontinuierlichen Waage ist die Verwiegung von Produkten und deren kontinuierliche Zuführung in die fortlaufende Produktion. Die Funktionsweise der Verwiegungseinheit kann auf unterschiedliche Arten ausgeführt werden, sei es in Form einer Kraftmessung, Bandwaage, Schüttstrommesser oder Differenzialdosierwaage. Diese genannten Betriebsarten sind mit der OPDwin- und STANDARD Systemlösung möglich.
Die Differenzialdosierwaage besteht meist aus einem Wägebehälter mit Wägezelle, einer Dosiereinheit mit zugehöriger Ansteuerung – z.B. FU – einem Vorratsbehälter und einer geeigneten Steuerungseinheit. Die Anforderungen an ein solches Verwiegungsprinzip sind die genaue Erfassung des Produktgewichtes, Ermittlung der Durchflussmenge des Dosierorgans sowie möglichst schnelle und genaue Ausregelung des Produktstroms auf den gewünschten Sollwert. Der Produktstrom wird intern durch die Gewichtsabnahme pro Zeit ermittelt. Für die Steuerung und Ausregelung des Produktstromes ist der volumetrische und gravimetrische Betrieb ein wichtiger Bestandteil. Der volumetrische Betrieb ist für das schnelle Dosieren in den Bereich des Sollwertes und der gravimetrische Betrieb für das genaue Ausregeln sowie das Konstanthalten des Produktstromes verantwortlich. Vor dem Dosiervorgang wird für den gravimetrischen Betrieb aus fünf Punkten eine Gerätkennlinie zur Steuerung erstellt. Es werden von Hand stufenweise von 0 bis 100% fünf Stellwerte gesetzt und der daraus ergebene Produktstrom im Inbetriebnahme-Programm notiert. Aus diesen fünf Wertepaaren bildet die STANDARD Systemlösung eine Stellwert-/Durchflusskennlinie. Wird ein Sollwert eingetragen und die Dosierung gestartet, errechnet sich die STANDARD Systemlösung anhand der Kennlinie den ungefähren Stellwert und gibt diesen an die Differenzialdosierwaage weiter. Dadurch dosiert die Differenzialdosierwaage schnell an den Sollwert. Da die Gerätkennlinie nicht 100% genau die Dosiereigenschaften wiedergeben kann, wird eine geringe Dosierdifferenz übrig bleiben. Um diese bleibende Differenz auszuregeln, wird in einem einstellbaren Grenzbereich, um den Sollwert herum, in den gravimetrischen Betrieb umgeschaltet. In diesem Betrieb übernimmt ein PID-Regler die genaue Ausregelung. Der Regler erfasst den aktuellen Durchfluss und vergleicht diesen mit dem Sollwert. Tritt eine Differenz auf, so lenkt der PID-Regler der Differenz entgegen. Ist der Wägebehälter fast leer, wird dieser aus einem Vorratsbehälter gefüllt. In dieser Zeit ist aufgrund des herabfallenden Produktes keine Gewichtsmessung und somit keine Produktstromermittlung möglich. Gleichzeitig wird der zuletzt erreichte Stellwert ausgegeben, damit der Produktstrom annähernd konstant bleibt. Nach der Beruhigungszeit der Wägezellen wird in den gravimetrischen Betrieb zurückgeschaltet. Um die Genauigkeit der Gerätekennlinie zu steigern, kann eine Materialkennlinie aufgenommen werden. Durch die Abnahme des Produktgewichtes im Wägebehälter verändern sich die Fördereigenschaften. Um diese Änderung in die Steuerung einzubeziehen, wird die Materialkennlinie produktspezifisch ermittelt. Bei gefülltem Wägebehälter wird ein mittlerer Stellwert herausgegeben und der Produktstrom bei 90, 70, 50, 30% des Nenngewichtes aufgenommen. Daraus errechnet sich das Programm einen Anpassungsfaktor für die Gerätekennlinie in Abhängigkeit der Füllhöhe. Mit kleinen Stellwerten wird wenig Produktstrom erreicht. Doch ab einer bestimmten Drehzahl (Stellwert) erreicht die Dosiereinheit größere Produktströme. Die STANDARD Systemlösung bietet die Möglichkeit aus 5 Punkten eine Gerätekennlinie zu bilden. Nimmt man 5 Punkte von 0 bis 100% Stellwert und verbindet diese miteinander, weist diese Gerätekennlinie an einigen Stellen erhebliche Abweichungen zur Orginalkennlinie auf. Resultat ist, dass der gesetzte Stellwert in diesem Bereich zu einem erheblich größeren oder kleineren Produktstrom führt. Dies hat zur Folge, dass der PID-Regler eine größere Regeldifferenz ausgleicht und gleichzeitig eine längere Einschwingzeit benötigt. Die OPDwin Systemlösung kann bis zu 20> Punkte aufnehmen, um die Gerätekennlinie nachzubilden und die Regeldifferenz im Umschaltaugenblick zu minimieren. Die Gerätekennlinie muss bei der STANDARD Systemlösung von Hand notiert werden. Bei der OPDwin Systemlösung werden die Punkte der Gerätekennlinie automatisch ermittelt und abgespeichert. Dies erleichtert dem Kunden die selbstständige Aufnahme von Gerätekennlinien für neue Produkte. Die Materialkennline kann zusätzlich aufgenommen werden um die Genauigkeit der Gerätekennlinie zu erhöhen.
Das Produkt im Wägebehälter drückt mit seinem Eigengewicht auf die Dosierschnecke. Somit muss der Antriebsmotor bei einem vollen Behälter und gleicher Ansteuerung mehr Kraft aufwenden als bei einem fast leeren Behälter. Dies führt dazu, dass bei gleicher Ansteuerung eines vollen Behälters eine geringere Drehzahl als bei Ansteuerung eines leeren Behälters erreicht wird. Um diese Änderung mit in die Steuerung zu integrieren wird eine Materialkennlinie aufgenommen, die die Gerätekennlinie in Abhängigkeit von der Füllhöhe anpasst. Diese Materialkennlinie wird bei der STANDARD Systemlösung von Hand aufgenommen. Dazu wird ein mittlerer Stellwert (ca. 50-60% Stellwert) bei einem vollen Behälter ausgegeben. Sind 90% des Stellwertes erreicht, wird dieser Wert abgespeichert. Dies wiederholt man bei 70, 50, 30, 15% vom Nenngewicht. Aus den Änderungen des Durchflusses wird intern eine Kennlinie zum anpassen gebildet. Bei der OPDwin Systemlösung wird diese Kennlinie automatisch ermittelt.
Fazit zu den Systemlösungen
Die STANDARD Systemlösung ist eine genaue Verwiegungseinheit, die ÜBER PROFIBUS gut in das System integrierbar ist. Die Projektierung im SIMATIC S7 Programm gibt dem Benutzer die Möglichkeit über Befehlsnummern Befehle an die Siwarex zu senden. Die Einstellungen im Siwatool sind nicht ganz einfach und können somit nicht von Unerfahrenen ausgeführt werden. Soll ein anderes Produkt dosiert werden, ist die Übermittlung anderer Geräte- und Materialkennlinien als zusätzlicher Softwareaufwand notwendig. Wurde keine Geräte- und Materialkennlinie für dieses Produkt aufgenommen, muss dies umständlich von Hand aufgenommen werden. Der Vorteil der STANDARD Systemlösung ist, dass sie eigenständig läuft und somit im Betrieb nur ganz geringe Zykluszeiten in Anspruch nimmt (Befehle übertragen). Doch falls Datensätze aktualisiert werden, muss die CPU diese mit Befehlen aus der STANDARD Systemlösung laden. In der OPDwin Systemlösung wird für das Dosierprogramm Zykluszeit in Anspruch genommen. Alle Datensätze und Befehle sind in der CPU integriert. Ein einfacher Austausch der Geräte- und Materialkennlinien bei einem Produktwechsel ist einfach zu bewerkstelligen. Bei jedem Neustart der Dosierung werden der Produktname und die Produktnummer im übertragenen Rezept mit den eingespeicherten Werten verglichen. Ist ein neues Produkt angewählt und eine Geräte- und Materialkennlinie vorhanden, werden diese automatisch geladen. Sind keine Daten aufgenommen, wird dieses angezeigt und zur Ermittlung der Kennlinien aufgefordert.
Ausführungen der STANDARD- und OPDwin Systemlösung:
Einheitliche Aufbautechnik und durchgängige Kommunikation durch die Integration in SIMATIC S7 und SIMATIC PCS7
Einheitliche Projektierung mit SIMATIC
Direkter Einsatz im SIMATIC Automatisierungssystem
Einsatz im dezentralen Anlagenkonzept durch den Anschluss an PROFIBUS-DP über ET 200M
Messen von Gewicht und Kraft mit hoher Auflösung von 16 Mio. Teilen
Kennlinien-Linearisierung
Hohe Genauigkeit 3*6000d, eichfähig OIML R76 (0,5µV pro e)
Hohe Messraten von 10 ms
PID-Regler mit umfangreichen Einstellmöglichkeiten (Diff. Waage)
Integrierte Filterfunktion
Parametrierbare Funktion der Ein- und Ausgänge
Flexible Anpassung an unterschiedliche Anforderungen mit SIMATIC
Einfache Parametrierung mit dem Programm SIWATOOL FTCL über RS232-Schnittstellen
Austausch der Baugruppe ohne erneute Justage möglich
Aufzeichnung des Wägeverlaufs – umfangreiche Optimierungsmöglichkeiten
Eigensichere Wägezellenspeisung für den Ex-Bereich Zone 1 (Option)
Einsatz in der Ex-Zone 2
Umfangreiche Überwachungs- und Diagnosefunktionen
Weitere Informationen:
[https://edir.bulk-online.com/profile...echnologie.htm9491 opdenhoff technologie.htm
http://www.google.com/search?hl=de&c...btnG=Suche&lr=search?hl=de&client=safari&rls=en&q=opdenhoff+site%3Abulk online.com&btnG=Suche&lr=
Opdenhoff Videos:
http://media.bulk-online.com/video/6...-Mixing-PlantsOpdenhoff Technologie Modernization of Weighing Mixing Plants
http://media.bulk-online.com/video/6...tinuous-DosingOpdenhoff Technologie OPDwin Continuous Dosing
Attachments
1_kontinuierliche-waage (JPG)
2_kontinuierliche-waage (JPG)
opdenhoff_logo (JPG)
■