Die Situation im Unternehmen war: Ausgangsstoffe werden in einem Chargenmischer gemischt und über ein Förderband in einen Vorratsbehälter transportiert. Aus diesem erfolgt die Beschickung des Drehrohrofens über ein Drehtelleraustragssystem.
Für eine hohe Prozessgenauigkeit ist es notwendig, den Drehofen kontinuierlich und gleichmäßig zu beschicken. Damit wird nicht nur eine gleichbleibend gute Produktqualität erzielt, sondern auch der Energieeinsatz für den Betrieb des Ofens optimiert. Die Aufgabenstellung des Unternehmens lautete daher, die Beschickung des Drehofens, bisher per Hand geregelt, zukünftig so zu steuern, dass eine gleichmäßige Materialzufuhr und bei Abweichungen vom Normbetrieb eine Warnung erfolgt. Eine Dosierung der Materialmenge vor dem Drehteller, z.B. über eine Dosierbandwaage anstelle des Förderbandes, kam nicht in Betracht, da das Material dort nur chargenweise zur Verfügung stand. Auch war im Prozessweg kein Platz für zusätzliche Dosiersysteme vorhanden.
Die Techniker und Ingenieure von MTS MessTechnik Sauerland GmbH entwickelten folgenden Lösungsansatz: kontinuierliche Beschickung über die Verwiegung des ausgetragenen Materials über Wägezellen am Vorratsbehälter bei gleichzeitiger Erfassung der Austragsgeschwindigkeit am Drehteller über einen Drehgeber und Einsatz eines Auswertesystems WC 9604 mit Differentialsoftware. Was sich sehr kompliziert anhört, aber relativ einfach umsetzen lässt.
Der Vorratsbehälter wurde auf vier Wägezellenmodule vom Typ Levermount mit einer Nennlast von 1.000 kg gesetzt. Eine Riemenscheibe nimmt die Umdrehungen des Drehtellers auf, und der angeschlossene Drehgeber wandelt diese in ein Impulssignal. Das Auswertesystem errechnet aus dem abnehmenden Inhaltsgewicht des Vorratsbehälters und dem Impulssignal die aktuelle Austragsmenge und steuert diese entsprechend der Sollwertvorgabe. Bis dahin funktioniert das System als klassische gravimetrische Austragsdosierung.
Was passiert aber, wenn der Behälter wieder aufgefüllt werden muss? Ein Auswertesystem mit Differentialsoftware schaltet in diesem Moment vom Wägemodus in den Trendmodus: Der Austrag erfolgt jetzt über die Trenddaten, die davor im Wägemodus permanent errechnet wurden. Ist der Behälter voll, erhält des Auswertesystem ein Signal, beendet den Austrag über Trendmodus und geht wieder in den Wägemodus über. Damit wird eine kontinuierliche und gleichbleibende Austragsmenge gewährleistet.
Eine Besonderheit der hier geschilderten Applikation ist jedoch, dass das Signal zur Wiederbefüllung des Behälters extern ausgelöst wird, und zwar vom Förderband. Der Chargenmischer liefert alle 10 min eine Charge, die innerhalb von 30 sec. auf das Förderband entleert wird. Startet das Förderband, meldet es damit an das Auswertesystem, dass die Befüllung beginnt.
Voraussetzung für eine solche Austragsdosierung ist, dass der Befüllzeitraum wesentlich kürzer gegenüber dem Normal-Betrieb ist – ein Verhältnis 1:5 muss eingehalten werden. Das wiederum setzt einen entsprechend dimensionierten Behälter und eine zügige Befüllung voraus.
Zusätzlich wurden hier einige Sicherheitsparameter implementiert: Wenn der Messwert nach 60 sec. Betriebslaufzeit eine Abweichung von mehr als 10 % des Sollwertes aufweist, so erfolgt eine Warnmeldung, sowohl auf dem Display als auch über eine zusätzlich installierte Warnleuchte. Dauert der Befüllvorgang länger als 3 min, wird ebenfalls eine Warnmeldung am Display ausgegeben. Sollte der Wägebehälter völlig leer sein und damit auch kein Austrag über den Drehteller erfolgen, werden Waage und Drehteller komplett abgeschaltet.
In dieser Applikation steuert das Auswertesystem eine Sollaustrag von 3.500 t/h mit einer Genauigkeit von +/- 1 %.