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Industrielle Automation 6/2017

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Industrielle Automation 6/2017

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Exakt im Millibarbereich Berührungslose Füllstandsmessung und Pumpenansteuerung mit analogen Drucksensoren Bei den Filteranlagen des Unternehmens aus Wipperfürth wird grundsätzlich zwischen Vlies- und Endlosfilter unterschieden. Während Vlies ein klassisches Verbrauchsmaterial zur Aufbereitung von Medien ist, können die Gewebe von Endlosfiltern immer wieder gereinigt werden. Beide Verfahren bietet Isyko Filtersysteme als Zentralanlage, Kompaktanlage oder mobile Anlage an. Zentralanlagen bereiten technischen Flüssigkeiten zum Beispiel von mehreren Maschinen auf, während Kompaktanlagen als Insellösung für eine Maschine konzipiert sind. Mobile Anlagen wiederum lassen sich flexibel an verschiedenen Maschinen einsetzen. Filteranlage mit einem Drucksensor (Bildmitte) zur Füllstandskontrolle über dem Filtervlies Analoge Drucksensoren können weitaus mehr als es den Anschein hat. Ein Hersteller von Filteranlagen zeigt, wie sich mit Drucksensoren eine kontinuierliche Füllstandskontrolle und in diesem Zusammenhang die Ansteuerung von drehzahlgeregelten Pumpenantrieben realisieren lässt. Hierfür sind jedoch Sensorlösungen für kleinste Druckbereiche erforderlich. Rainer Koch ist Applikationsspezialist bei der ipf electronic gmbh, in Lüdenscheid Die Isyko Filtersysteme stellt Filteranlagen und Komponenten für die Aufbereitung technischer Flüssigkeiten her. „Der Begriff ‚technische Flüssigkeiten‘ trifft es in unserem Fall am besten, da wir mittlerweile eine Vielzahl an Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen haben, beispielsweise aus der Holzindustrie, der Metallverarbeitung, der Chemie- und Kunststoffindustrie, der Automobilindustrie, Großwäschereien, etc. Und alle haben unterschiedlichste Medien, die zu reinigen bzw. aufzubereiten sind“, erklärt Volker Koczkowski, Geschäftsführer der Isyko Filtersysteme, die sich außerdem auf die Entwicklung kundenspezifischer Sonderlösungen im Bereich der Filtertechnik spezialisiert hat. Zwei Verfahren für drei Anlagenvarianten Kontinuierliche Abfrage des Füllstandes Im Allgemeinen verfügen alle Filteranlagen über zwei Becken, eine sogenannte Umhebestation, aus der die verschmutzte Flüssigkeit in den Filter geleitet wird, und einen Reinbehälter bzw. Saubertank für das gereinigte Medium, das von hieraus wieder in einen Produktionsprozess zurückgeführt wird. Da sich in beiden Becken zur Förderung der Flüssigkeiten Pumpen befinden, muss für deren Betrieb das Füllstandsniveau kontinuierlich abgefragt werden. Berührungslose Füllstandskontrolle Nun gibt es eine Fülle an Lösungen für die Füllstandskontrolle, die aber in der Regel alle mit dem zu überwachenden Medium in irgendeiner Weise in Berührung kommen. „Wir verwenden zur Füllstandsmessung und Ansteuerung der Pumpen in den Umhebestationen als auch Reinbehältern digitale sowie analoge Drucksensoren als Staudrucksensoren. Diese Geräte haben den Vorteil, dass sie berührungslos arbeiten, dadurch mit den verschmutzten Medien nicht in Kontakt kommen und somit weitestgehend verschleißfrei sind“, betont Koczkowski. Er erklärt vereinfacht das Prinzip der Füllstandsmessung in den Filteranlagen: „Die Anlagenbehälter sind mit sogenannten Staudrucksonden ausgestattet, vergleichbar mit einem zum Beckenboden hin offenem und nach oben geschlossenem Rohr, in dem ein Drucksensor luftdicht eingeschraubt ist. Steigt die Flüssigkeit in einem Behälter und somit in der Sonde an, baut sich in ihrem oberen Bereich ein gewisser Staudruck auf. Dieser wird vom Drucksensor erfasst und in ein entsprechendes Signal umgewandelt, mit dem wir unter anderem die Pumpe im Behälter ansteuern können.“ 42 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2017

SENSORIK UND MESSTECHNIK Die Krux digitaler Drucksensoren Bei digitalen Drucksensoren lässt sich allerdings nur ein Schaltpunkt für einen spezifischen Druck und somit einen zuvor definierten Flüssigkeitspegel in einem Behälter festlegen, bei der eine Pumpe einschaltet. Sinkt die Flüssigkeit auf ein bestimmtes Niveau, schaltet die Pumpe ab. „Eine kontinuierliche Ansteuerung der Pumpe und somit eine permanente Regelung ihrer Förderleistung ist somit nicht möglich. Je nach Flüssigkeitsstand schaltet die Pumpe also ab und dann wieder an usw.“, beschreibt Koczkowski einen Nachteil solcher Geräte. Permanente Pumpenregelung über analoges Signal Betrachten wir die analogen Drucksensoren DW35311A und DW35311M von IPF Electronic, so verhält sich dies anders. Die analogen Signale dieser Geräte lassen sich parallel zur kontinuierlichen Staudruckmessung und somit Füllstandsbestimmung in einem Becken dazu nutzen, die SPS einer Filteranlage anzusprechen, um einen Pumpenantrieb über einen Frequenzumrichter permanent zu regeln. Hierzu Volker Koczkowski: „Mit dieser permanenten Regelung erreichen wir, dass die Pumpe in Abhängigkeit zum Flüssigkeitsstand in einem Behälter entweder schneller oder langsamer läuft und somit ihre Förderleistung stets anpasst. Insbesondere bei einem hohen Fördervolumen können mit den analogen Drucksensoren die häufig auftretenden Ein- und Ausschaltzyklen, wie sie für digitale Drucksensoren typisch sind, vermieden werden, die letztendlich auch einen höheren Verschleiß der Pumpe bedeuten.“ Hohe Signal-Auflösung Die zwei kompakten und analogen Drucksensoren DW35311A und in Schutzklasse IP65 mit Sensorkopf aus Edelstahl ausgelegt und eignen sich für einen weiten Einsatztemperaturbereich von - 20 bis + 80 °C. Während der Sensor DW35311A für Drücke von 0 bis 100 mbar entwickelt wurde, eignet sich der Drucksensor DW35311M für einen Bereich von 0 bis 200 mbar. „Wir verwenden für unsere Filteranlagen bereits von Anfang an auch diese Sensoren von IPF Electronic, wobei wir je nach Anwendung und Behältertiefe entweder das Gerät mit dem kleineren oder größeren Druckbereich benötigen. Da beide Sensorversionen im Millibarbereich arbeiten, liefern sie uns auf jeden Fall die hohe Auflösung beziehungsweise exakten Ausgangssignale, die wir für unsere Umhebestationen sowie Saubertanks mit vergleichsweise geringer Füllstandshöhe von ein oder zwei Metern benötigen. Die Messbereiche herkömmlicher analoger Drucksensoren, die sich beispielsweise zwischen 0 bis 1 bar bewegen, wären hierfür einfach viel zu ungenau“, erklärt Volker Koczkowski. Die analogen Drucksensoren von IPF verhindern häufige Ein- und Ausschaltzyklen und reduzieren somit deutlich den Verschleiß der Pumpe. Volker Koczkowski, Geschäftsführer, Isyko Filtersysteme Weitere Vorteile für die Praxis Bei digitalen Drucksensoren mit einem fixen Schaltpunkt werden die Filter einer Anlage schlagartig mit einem verschmutztem Medium beaufschlagt, während bei einem drehzahlgeregelten Pumpenantrieb über einen analogen Drucksensor die Beaufschlagung gleichmäßiger erfolgt. Darüber hinaus lassen sich die analogen Drucksensoren nicht nur zur kontinuierlichen Pumpensteuerung einsetzen, sondern über den Staudruck sämtliche Füllstände darstellen, verarbeiten und in der Anlagensteuerung zur Festlegung verschiedenster Betriebspunkte einbinden, etwa zum Nachspeisen von Flüssigkeit oder zur Erfassung und Auswertung verschiedener Medienniveaus. Fotos: ipf electronic www.ipf.de Messverfahren Festelektrolyt-Potentiometrie NDIR-Sensoren Wärmeleitfähigkeit Elektrochemische Sensoren Keidel-Zellen Gasanalytik für die Prozessmesstechnik www.zirox.de ZIROX Sensoren und Elektronik GmbH | Am Koppelberg 21 | 17489 Greifswald | Tel.: +49(0)3834-83 09 00 | Fax: +49(0)3834-83 09 29 | E-Mail: info@zirox.de Zirox.indd 1 22.09.2017 11:05:04 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2017 43

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