Technologie 12.09.2016 1 Bewertung(en) Rating

Auf die inneren Werte der Walze kommt es an

Derichs stattet seine präzisen Walzen für die Kunststoffindustrie Industrie-4.0-gerecht mit Messtools für Temperatur, Druck und Durchflusskontrolle aus.

Termingerecht zur K 2016 präsentiert die Derichs GmbH, Krefeld, bekannt für die Entwicklung hochpräziser Walzen für die Kunststoffindustrie, ihre jüngste Neuheit. ED1 ist das erste einer Reihe von elektronischen Messtools zur Temperatur-, Druck- und Durchflsskontrolle, entwickelt in Kooperation mit der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften ZHAW.

 - Die beiden Geschäftsführerinnen Stephanie Holzmann (l.) und Maria Barthels
Die beiden Geschäftsführerinnen Stephanie Holzmann (l.) und Maria Barthels
Derichs

Um den technischen Prozess der Extrusion detailliert zu beeinflussen und auch jederzeit reproduzierbar zu machen, benötigt der Verfahrenstechniker möglichst viele und genaue Daten. Heute ist es Standard, sämtliche Soll- und Istwerte als, teilweise aufbereitete, Prozessdaten zentral zu erfassen, sichtbar zu machen und zu kontrollieren. Jede Information hilft, den Extrusionsprozess zu überwachen, zu beeinflussen und zu kontrollieren. Bis heute werden allerdings die wichtigen Informationen zu Temperaturen und Drücken in der Walze gar nicht erfasst.

Lediglich das teilweise räumlich getrennt aufgestellte Heiz- und Kühlaggregat liefert Prozessdaten die zur Einstellung und Kontrolle des Prozesses genutzt werden. Darüber hinaus bauen sich einzelne Nutzer aufwendige Messapparaturen vor beziehungsweise hinter den Dichtkopf, um den Daten in der Walze näher zu kommen. Wenn auch sicherlich ein Zusammenhang zwischen den Daten des Heiz- und Kühlaggregates und den wirklichen Daten in der Walze besteht, so steht doch außer Frage, wieviel genauer eine direkte Messung in der Walze wäre.

Temperatur-, Druck- und Durchflusskontrolle

 - Hinter der Bezeichnung ED1 verbirgt sich das erste elektronische Messtool zur Temperatur-, Druck- und Durchflusskontrolle in temperierenden Walzen.
Hinter der Bezeichnung ED1 verbirgt sich das erste elektronische Messtool zur Temperatur-, Druck- und Durchflusskontrolle in temperierenden Walzen.
Derichs

Mit ED1 geht Derichs einen großen Schritt in Richtung Industrie 4.0, denn mit diesem Tool bekommt jede Walze ein digitales Gedächtnis. Nachrüstbar für jede doppelwandige Walze lassen sich Daten wie Temperatur-, Ein- und Auslauf sowie Eingangs- und Ausgangsdruck und die daraus resultierenden Profile jeder einzelnen Walze darstellen. Drahtlos per Funk auf eine für Android oder Apple-Systeme entwickelte App übertragen, ermöglicht das Derich ED1 eine direkte und genaue Kontrolle der Ist-Werte. Daraus ergeben sich für den Verfahrenstechniker neue zusätzliche Möglichkeiten, den Extrusionsprozess zu kontrollieren und zu beeinflussen.

Für den Maschinenbauer interessant ist auch eine direkte Integration der Schnittstelle in die Anlagenelektronik. Durch autonome, regelmäßige Screenings kann die Walze selbst eine Rückmeldung geben, wann eine signifikante Veränderung der Verhältnisse im Inneren eintritt. Somit ist es möglich, früher und schneller in den gesamten Prozess einzugreifen. Neben der Optimierung der Folie steht dabei auch die Wartung und Ressourcenschonung des Betriebsmediums und der Walze selbst im Fokus. In der Weiterentwicklung sind von der Walze ausgehende Vorschläge für einen Eingriff in den laufenden Prozess zur Optimierung vielseitig vorstellbar. Die Vielfalt der Möglichkeiten ist heute noch nicht absehbar.

Genaue Überwachung in der Produktion

Nach ersten Machbarkeitsstudien durch Professor Peter Gruber von der Universität Basel wurde das Derichs ED1 in Zusammenarbeit mit der Universität Zürch (ZHAW – Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaft, School of Engineering, ZSN) durch das Team um Professor Roland Kueng entwickelt, und an einer Laborwalze bereits erfolgreich getestet.

Kueng ist vom Kundennutzen überzeugt: "Mit dieser neuen Derichs-Entwicklung kann zum Beispiel die Temperatur während der Produktion sehr genau überwacht werden. Erstens, weil direkt in der Walze im Kühlmittel gemessen wird und zweitens, weil der Wert digital für den Heizregler als Istwert zur Verfügung steht. 1 % weniger Wassertemperatur in der Walze spart 6 % Energie Bei großen Abweichungen kann zum Beispiel automatisch ein Alarm ausgelöst werden, und die Anlage kann sich selbständig vor Schaden schützen."

Direkt am Sensor digitalisiert

Dass die Messwerte direkt am Sensor durch eine Messelektronik und einen Mikroprozessor digitalisiert werden, hat den Vorteil, dass sie sehr genau sind und auf dem Übertragungsweg nicht verfälscht werden können. Die Temperatursensoren liefern digitale Werte mit einer Genauigkeit von ± 0,5 °C, (auf Wunsch auch bis ± 0,1 °C ) über einen Bereich von 100 °C.

"Derichs hat bewusst eine digitale Wireless-Datenübertragung gewählt", erklärt Prof. Kueng, "weil sich die Sensoren auf der rotierenden Walze befinden und Kabel im Umfeld der beweglichen Maschinenteile hinderlich sind. Dabei wurde auf eine sichere Datenübertragung geachtet, die sich auf Wunsch auch verschlüsseln lässt und deren Funkprotokoll standardisiert ist. Das Funkprotokoll entspricht dem Bluetooth-4.0-Standard. Jedes Modul hat eine eigene Adresse, so dass sich verschiedene Sensoren eindeutig der Messstelle und Maschine zuordnen lassen. Alle fünf Sekunden wird jedes Modul abgefragt und diese Werte können im Live-view-Mode auch mit einem Ipad-Tablet (Android geplant) oder an einem PC mit Funk-Dongle verfolgt werden."

Das Modul kann aber auch selbständig Werte loggen. Das Zeitintervall ist wählbar. Die History-Files lassen sich dann gezielt einsammeln, auf der Anlageseite speichern und auswerten – manuell oder automatisch. "Für den Prozessingenieur ein wirklich wertvolles Tool", konstatiert Kueng, "Das Modul arbeitet im Industrial-Temperaturbereich von -40 bis +85 °C. Durch eine thermische Isolation können die Sensoren aber auch bei Walzen bis zu 400 °C eingesetzt werden". Wird der Prozessrechner ans Intra- oder Internet angeschlossen, so sind diese Daten von überall her abfragbar.

In einer exklusiven Inhouse-Präsentation beim Unternehmen Derichs in Krefeld wird diese Neuentwicklung zur K 2016 vorgestellt, Shuttle inklusive, am 20. Oktober von 11 - 13 Uhr oder von 15 - 17 Uhr. Gastreferenten unter anderem von der ZHAW – Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaft, School of Engineering, ZSN) werden ebenfalls vor Ort sein.

gr

Kommentar schreibenArtikel bewerten
  • Funktionen:
  • drucken
  • Kontakt zur Redaktion

Kommentar schreiben

Ihre persönlichen Daten:

Sicherheitsprüfung: (» neu laden)

Bitte füllen Sie alle Felder mit * aus! Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.