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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2022

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 3/2022

SPECIAL SENSOR + TEST

SPECIAL SENSOR + TEST STEUERUNG VON WARMHALTE- ÖFEN FÜR ALUMINIUM OPTIMAL BEHEIZT Etwa 35 Prozent des weltweit produzierten Aluminiums gehen in den Fahrzeugbau. Durch die geringe Schmelztemperatur von nur 660 °C ist Aluminium optimal für das Gießverfahren geeignet. Hier wird unterschieden zwischen Druckguss- und Niederdruckgussverfahren. Die Aluminiumfelge ist ein typisches in Niederdruckguss erzeugtes Bauteil. Bei diesem Verfahren spielen Warmhalteöfen eine wichtige Rolle. Die Steuerung von Industrieöfen ist ein komplexer Prozess. Die Kombination aus den richtigen Produkten und dem notwendigen Know-how sorgt nicht nur für eine gleichbleibende Produktqualität, sondern kann auch die Energieeffizienz deutlich verbessern. Andreas Kraus, Produktmanager bei der Jumo GmbH & Co. KG Die bei dem Niederdruckgussverfahren verwendeten Wärmehalteöfen sind meist mit drei bis sechs SIC-Heizelementen mit einer Gesamtleistung von 10 bis 50 kW bestückt. Zur Temperaturregelung sind ein- oder zweikanalige Temperaturregler im Einsatz. Hierbei wird die Maximaltemperatur der Heizelemente sowie die Ofenraumtemperatur geregelt. Für die Steuerung der Warmhalteöfen bietet das Unternehmen Jumo das komplette benötigte Produktportfolio aus Thyristorleistungsstellern, Reglern, Sicherheitstemperaturbegrenzern und Thermoelementen. RELEVANTE PARAMETER AUF EINEN BLICK Eine Möglichkeit der Temperaturregelung bei Warmhalteöfen besteht darin, lediglich die Ofenraumtemperatur zu überwachen und mit dem Steller die maximale Heizleistung zu begrenzen, ohne Rücksicht auf die Oberflächentemperatur der Heizelemente. Dies wiederum verkürzt die Standzeit der Heizelemente. Die bessere Lösung ist eine Kaskadenregelung. Hierbei übernimmt der innere Regelkreis die Temperaturregelung der Heizelemente und erfasst deren Oberflächentemperatur. Anhand der Oberflächentemperatur wird die maximale Heizleistung für den Steller definiert. Der äußere Regelkreis regelt die Ofentemperatur. Der zweikanalige Prozess- und Programmregler Jumo Dicon Touch stellt alle wichtigen Prozessparameter auf einem Prozessbild dar. Eine Kommunikation über Feldbus mit einer übergeordneten SPS ist ebenfalls möglich. Die beiden Regelkanäle verfügen über zwei mögliche Optimierungsvarianten. Diese ermöglichen eine einfache und hochgenaue Inbetriebnahme. Auch eine Mehrzonenregelung, Kaskadenregelung oder sonstige komplexe Regelaufgaben sind damit möglich. Vier analoge Universaleingänge und bis zu acht externe Eingänge können unterschiedliche physikalische Messwerte mit hoher Präzision erfassen. KEINE SORGE VOR ÜBERHITZUNG Ein Sicherheitstemperaturbegrenzer schützt den Industrieofen bei einem defekten Regler oder Steller vor dem Durchbrennen. Sicherheitstemperaturbegrenzer haben die primäre Aufgabe, wärmetechnische Prozesse sicher zu überwachen und die Anlagen bei Störung in den betriebssicheren Zustand zu versetzen. Der Jumo SafetyM TB/TW verfügt neben den Zulassungen nach DIN 14597, SIL 3, PL e (Performance Level), GL auch über die Zulassung nach Atex und ist somit auch für Messungen im Ex-Bereich einsetzbar. 48 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2022/03 www.industrielle-automation.net

You CAN get it... Hardware und Software für CAN-Bus-Anwendungen… 01 02 01 Der zweikanalige Prozess- und Programmregler wird über einen Touchbildschirm visualisiert – die beiden Regelkanäle verfügen über zwei mögliche Optimierungsvarianten 02 Der Sicherheitstemperaturbegrenzer schützt den Ofen bei einem defekten Regler oder Steller vor dem Durchbrennen 03 MU-Thermocouple1 CAN FD Konfigurierbare Messeinheit mit Anschlüssen für 8 Thermoelemente. CAN-FD-Interface zur Übertragung der Messdaten. 03 Die Thyristor-Leistungssteller spielen im Gesamtprozess eine wichtige Rolle, denn mit ihnen wird die Heizleistung der Warmhalteöfen reguliert Das klar strukturierte Display mit Klartextanzeige und Hintergrundbeleuchtung in Verbindung mit der Tastatur sorgt für eine schnelle und unkomplizierte Konfiguration direkt am Gerät. Die übersichtliche Menüstruktur ermöglicht dem Anwender einen sicheren Umgang mit dem Gerät und verkürzt somit die Inbetriebnahmezeit. Alle sicherheitsrelevanten Prozesswerte werden angezeigt, die wichtigsten Funktionen werden durch einfache Piktogramme dargestellt. Zur Messung der Heizelementtemperatur sind Jumo-Thermoelemente Typ B für Temperaturen bis 1.600 °C geeignet. Im Ofenraum und zur Sicherheitstemperaturabschaltung sind Thermoelemente vom Typ J oder K nötig. ZUVERLÄSSIGE REGULIERUNG DER HEIZLEISTUNG Eine wichtige Rolle im Gesamtprozess spielen die Thyristorleistungssteller, mit denen die Heizleistung der Warmhalteöfen reguliert wird. Jumo TYA-Leistungssteller sind zuverlässig und einfach zu bedienen. Zudem lassen sich alle wichtigen Prozessparameter über das Display oder Feldbus auslesen. Über die optionale Profinet-Schnittstelle können die Geräte einfach und schnell in Betrieb genommen werden. Leistungssteller von Jumo verfügen über ein sogenanntes „Teach-in“. Mit dieser Selbstlernfunktion werden die Grenzen bei Teillastbrucherkennung automatisch eingestellt. Der zyklische Abgleich sorgt für eine permanente und genaue Überwachung, selbst wenn sich die Kenndaten des Heizelementes ändern. Der direkte Zugriff auf alle relevanten Prozessdaten gibt einen schnellen Einblick in den Maschinenzustand und ermöglicht mithilfe von integrierten Diagnosesystemen eine vorausschauende Wartung. Die Konfiguration der Leistungssteller kann ohne zusätzliche Werkzeuge direkt an den Geräten über eine Tastatur und eine Klartextanzeige vorgenommen werden. Alle Konfigurationsparameter können dabei von der Steuerung in den Steller übertragen werden. Mithilfe eines Setup-Programms lässt sich die Konfiguration auch über eine USB-Schnittstelle realisieren. Die Übertragung der Setup-Daten ist dabei auch ohn Spannungsversorgung direkt am Gerät möglich. Bilder: Jumo www.jumo.de AUTOR Andreas Kraus, Produktmanager bei der Jumo GmbH & Co. KG in Fulda Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten. PCAN-MicroMod FD Grundplatinen Konfigurierbare I/O-Module mit CAN-FD-Interface. In verschiedenen Versionen für analoge oder digitale I/O-Anwendungen erhältlich. PCAN-Ethernet Gateway FD DR Gateway für die Übertragung von CAN-FD-Nachrichten über IP-Netze zur Verbindung verschiedener CAN-FD-Busse oder für den Zugriff mit Computern über LAN. www.peak-system.com Otto-Röhm-Str. 69 64293 Darmstadt / Germany Tel.: +49 6151 8173-20 Fax: +49 6151 8173-29 info@peak-system.com

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