Beton ist der meistgenutzte Baustoff der Welt. Dachsteine, Decken, Schornsteine, Fassaden, Pflastersteine, Treppen, Keller, Garagen und Mülleimer werden daraus gefertigt. Der Baustoff erfreut sich derzeit einem Imagewandel, was Ästhetik anbelangt. Ein Grund dafür liegt unter anderem in dem Trend: weg vom tristen Grau hin zu farbigen Betonwerkstoffen. Die Business Unit Inorganic Pigments von LANXESS bietet Architekten und Betonverarbeitern heute eine Palette von über 100 Farbtönen. So lassen sich beispielsweise durch die Einfärbung mit synthetischen Eisenoxid- und Chromoxid-Pigmenten Fassaden von Luxushotels oder die Pflastersteine mondäner Uferpromenaden ästhetisch ansprechend gestalten.
LANXESS setzt in seinem Werk in Krefeld-Uerdingen zur Prozessoptimierung bei der Materialzufuhr von hochwertigen Eisenspänen fünf Laser-Volumenstromsensoren Bulkscan® LMS511 von SICK ein. Aus dem Rohstoff werden in einem Oxidationsprozess sowie in einem chemischen Fällungsverfahren Farbpigmente gewonnen. Dazu müssen die Eisenspäne zu den einzelnen Verarbeitungsstationen transportiert werden. Dies erfolgt über Förderbänder.
Der Eisensortenmix macht die Farbe
Die Späne werden gemahlen, gesiebt und hinsichtlich der geplanten Farbe sortiert bzw. gemischt, zwischengelagert und schließlich gemäß einer 100 Jahre alten Rezeptur per Oxidation zu Farbpigmenten in Pulverform verarbeitet. Vertrieben werden diese Pigmente unter dem Namen BAYFERROX®. Die Eisenspäne legen bei der Transformation lange Wege über Förderbänder zurück.
Präzises Materialmanagement
Wie bei jedem Prozess ist es bei der Anlagenplanung wichtig, die einzelnen Prozess- und Verarbeitungsschritte optimal auf einander anzupassen. Nur so kann die optimale Auslastung der Anlagen gewährleistet werden. Das bedeutet im Schüttgut-Förderprozess, dass die dem Förderband folgende Anlage die geförderte Menge des Förderguts aufnehmen und verarbeiten kann. Wenn die Menge des Schüttguts die Aufnahmekapazität der nachfolgenden Stufe überschreitet, kommt es zu Überfüllung und Materialstau, was letztendlich ein Stillstand der Anlage bedeutet. Darüber hinaus können Maschinen und Förderbänder Schaden nehmen, was zu einer längeren Stillstandzeit führt.
Achim Eumes, LANXESS Deutschland GmbH und Patrick Janz, SICK Vertriebs-GmbH
„Wir möchten einerseits wissen, welche Menge, welches Volumen auf dem Transportband gerade befördert wird, um die Anlage nicht zu überlasten,“ erklärt Achim Eumes, Process Control Technology Inorganic Pigments, LANXESS Deutschland GmbH. „ Wir haben Aggregate, die können aufgrund der Auslegung weniger fördern als vorgelagerte Anlagenabschnitte. Über den Laser-Volumenstromsensor messen und steuern wir das Volumen, damit die Anlage nicht verstopft. Andererseits können wir darüber den Dosierstrom vernünftig über den Tag regeln und haben letztendlich ein Gefühl für die Auslastung der Anlage.“
„An zwei Stellen haben wir einen klassischen Regelkreis. Der Bulkscan liefert uns den aktuellen Ist-Wert, die aktuelle Menge, die auf dem Band gefördert wird. An bestimmten Stellen wird zusätzlich über Sollwerte geregelt“, beschreibt Achim Eumes die Prozesssteuerung. „Die Messung liefert den Ist-Wert und der Regler passt dann die Wunschmenge über die Drehzahl der ersten Förderschnecke an. Somit kommt man auf einen konstanten Förderstrom.“
Bessere Performance mit 5-Echo-Technologie
„Wir haben ein berührungsloses Messprinzip gesucht“, schildert Achim Eumes die Ausgangssituation. „Es ist jedoch für ein optisches Gerät eine Herausforderung, in so einer Umgebung zu arbeiten d.h., die dunkle Eisenspanmasse auf dunklem Band zu detektieren und das unter schwierigen Lichtverhältnissen“, kommentiert er weiter.
Die ultraschnelle Sampling-Technologie von SICK ermöglicht hochpräzise Lasermessung unter praktisch allen Witterungs- bzw. Umgebungsbedingungen. Die 5-Echo-Technologie ist perfekt für Anwendungen geeignet, in denen dynamische Objekte unter veränderlichen oder widrigen Bedingungen zuverlässig detektiert werden müssen. Auch bei Anwendungen, in denen schlechte Sichtverhältnisse herrschen, wie zum Beispiel in Tunneln oder Minen. Neben hervorragender Sicht selbst bei ungünstigen Witterungsbedingungen sorgt die 5-Echo Technologie auch für maximale Genauigkeit.
Das System
Die Laserscanner sind im Werk Krefeld-Uerdingen an fünf Stellen über dem Transportband montiert und messen kontinuierlich mittels Laserpulsen das Höhenprofil des darunter verlaufenden Eisenschrotts. Die Laserstrahlung ist hierbei augensicher und entspricht der Laserklasse 1. Das Besondere an diesem Aufbau ist die robuste Erfassung des Höhenprofils auch bei Störgrößen wie Schüttgutnebel oder Staub. Ermöglicht wird dies durch neue Signalauswertungs-Technologien, die unter der Vielzahl an Echos das korrekte Höhenprofil-Signal sicher herausfiltern können. Die Software-Algorithmik ermittelt aus den verschiedenen reflektierten Laserpulsen sicher das richtige Signal blendet dabei die Messung störende Nebel zuverlässig aus. Durch schnelle Scanfrequenzen von bis zu 75 Hz und schnellen Ansprechzeiten wird sowohl eine maximale Auflösung des Höhenprofils und damit eine hohe Messgenauigkeit erzielt, als auch die Messung von schnellen Transportbändern mit einer Geschwindigkeit von bis zu 30 Metern pro Sekunde ermöglicht.
Das SICK-System „Bulkscan“ bietet zur Signalweiterverarbeitung sechs individuell belegbare Schaltausgänge, beispielsweise als Warn- oder Impulsausgang sowie kontinuierliche Ausgänge wie beispielsweise Übertragung der Messwerte via TCP/IP (Ethernet). Die Verarbeitung und Messwertaufbereitung erfolgt hierbei direkt im Sensor, der daher auch über zwei Eingänge verfügt. Es wird kein zusätzlicher Messwertrechner benötigt. Dies ermöglicht eine einfache Montage und Inbetriebnahme.
