Waagensteuerung

Die Steuerung von Waagen ist ein hochkomplexes Thema. Auch wenn im Grunde nur Ventile auf- und zugemacht werden und das Messsignal verarbeitet wird, so sind die Randbedingungen und insbesondere die Unterschiede zwischen kontinuierlicher und diskontinuierlicher Waagensteuerung signifikant.

Grundsätzlich werden, meist mit Siemens-Technologien, über Sensoriken (Messdosen) das Wägesignal erfasst, über einen Messverstärker verstärkt, in einen digitalen Wert umgewandelt und so die Basis für die Verarbeitung geschaffen. Die Elektronik steuert heutzutage allerdings nicht nur die Differenzialdosierwaage sondern liefert wichtige Parameter für die Steuerung des gesamten Prozesses.

Herr Opdenhoff: Ansprechpartner für Mischeranlagen

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Analog vs. Digital

Es gibt analoge Messzellen (deren Messsignal dann gewandelt werden muss) und nativ digitale Messzellen. Welche zu bevorzugen sind, hängt von den Anforderungen ab: Wenn eine geringe Dynamik vorliegt und die Anforderungen an die Waagensteuerung eher gering ist, so kann man aus Kostengründen analog messen. Je agiler man vorgehen muss, desto eher ist eine digitale Messzelle zu bevorzugen.

Zentral vs. Dezentral

  • Bei der Frage, ob man die Steuerung zentral oder dezentral installiert, gibt es drei Wege:
    Man kann die Waagensteuerung vor Ort direkt am Messverstärker implementieren. Vorteile sind hier
    • weniger Verkabelungsaufwand
    • abgeschlossene, robuste Einheiten
    • Standardschnittstellen wie Ethernet/Profiner
    • der Regelalgorithmus ist zentral und so einfach austauschbar

Allerdings ist diese Lösung meist nicht eichfähig und benötigt von außen Sollwerte, dadurch gibt es eine hohe Kommunikationslast. Außerdem ist sie in der Regel nicht eichfähig.

  • Bei einer „echten“ Zentralsteuerung wird das Messsignal in der zentralen Steuerung verarbeitet. Das ist nicht eichfähig, bei weitem nicht so agil und wird daher praktisch nicht mehr angewendet
Digitale Waagensteuerung
  • Stattdessen nutzt man meist eine dezentrale, autarke Steuerung, die nur Sollwerte bekommt. Vorteile sind hier:
    • Von Siemes „out-of-the-box“ verfügbar
    • eichfähig oder nicht eichfähig ausführbar

Dem stehen als Nachteile gegenüber:

  • Der Regelalgorithmus ist nicht austauschbar
  • und man hat wenig Einfluss auf die Waagensteuerung.
Siemens Waagensteuerung

Kontinuierlich vs. Diskontinuierlich

Während die kontinuierliche Dosierung fortlaufende Massenströme regelt, werden Abfüll-Prozesswaagen zur Chargierung nach dem Eichgesetz diskontinuierlich gesteuert. Bei den beiden Verfahren gibt es stark unterschiedliche Anforderungen an Waagensteuerung und Wägeeletronik.

Bisher werden kontinuierliche und diskontinuierliche Waagensteuerung meist getrennt ausgeführt, um eichrechtliche Vorgaben umzusetzen und aus ökonomischen Gründen. Der Wandel zu mehr softwarebasierten Lösungen wird hier in Zukunft mehr Flexibilität ermöglichen.

Diskontinuierliche Waagensteuerung

  • Hier werden Massen und Chargen dosiert
  • Es kommt eine Steuerung zum Einsatz
  • Genutzt wird ein einstufig oder mehrstufig einstellbares Dosierorgan (Grobstrom/Feinstrom)
  • Oftmals werden viele Produkte über eine Waage dosiert. Die Waage verfügt daher oft über viele Ein- und Ausgänge
  • Auch bei Abfüllwaagen / Check-Weigher wird die diskontinuierliche Steuerung verwendet

Kontinuierliche Waagensteuerung

  • Diese dienen zur Dosierung von kontinuierlichen Masseströmen (Masseflussregelung)
  • Es kommt eine Regelung zum Einsatz
  • Hier kommt meist ein kontinuierlich veränderliches Dosierorgan zum Einsatz
  • Dosiert wird meist nur ein Produkt oder wenige Produkte
  • Die kontinuierliche Waagensteuerung unterliegt nicht dem Eichgesetz

Bei kontinuierlichen Prozessen ist eine hohe Wägegenauigkeit wichtig. Mit einem guten Regelalgorithmus kommt man nahe an die statische Waagengenauigkeit der Hardware heran. Der Algorithmus muss Störeinflüsse wie das Wiederbefüllen, die Aspiration oder Vibrationen aus der Umgebung (beispielsweise durch Gabelstapler) ausgleichen. Neben dem Wägesignal wird hier auch meist die Ist-Drehzahl des Dosierantriebs gemessen und geregelt.

Kontinuierliche Waagensteuerung

Test von Waagen

Eine Waagensteuerung sollte in jedem Fall unter Produktionsbedingungen getestet werden, weil nur in der jeweiligen Produktionsumgebung die individuellen Einflüsse vorhanden sind. Heutzutage werden die Lösungen oft nur im Labor mit Testgewichten getestet.

Nimmt man eine vorgegebene, kalibrierte Menge in der Produktion und kontrolliert die Messwerte, ist das aufwändiger, aber ehrlicher.

Entscheidend ist hier, die Entleerungen mittels Entleerhilfen zuverlässig und reproduzierbar umzusetzen, damit das, was verwogen worden ist, auch wirklich ausgetragen wird. Die Kontrolle über die Waagensteuerung, Tara und die Eingangsbedingungen sind hier ebenso entscheidende Faktoren.

Von OPDENHOFF erhalten Sie auch die Auslegung der Messdosen, sodass Sie alle Einflussfaktoren auf die Messgenauigkeit unter Produktionsbedingungen messen können: Dosiergenauigkeit, Taragewicht, Nutzlast des Körpers

Auswahl der Wägezellen

Die Auswahl der passenden Wägezelle ist für das Regelergebnis essenziell. Faktoren wie Auflösung, Taralast und Randbedingungen zahlen darauf ein.

Display Waagensteuerung

Retrofit

Ihre bestehende Waage ist noch aus der Steinzeit? Ein „analoges Schätzchen“, dessen Genauigkeit zu wünschen übriglässt, deren Wägezelle oder Messverstärker nicht mehr als Ersatzteil verfügbar ist und bei der die Integration in Prozessketten oder Steuerungssysteme ein Wunschtraum bleiben wird?

Die Lösung: OPDENHOFF Retrofit. Wir

  • analysieren Ihren Bedarf
  • wählen gemeinsam mit Ihnen die richtige Waage aus
  • tauschen die Bestandshardware aus und integrieren die neue Waage in Ihre Prozesse

Ihre Vorteile:

Ersatzteilversorgung

Ein neues Bauteil kann zukünftig zeitnah geliefert werden.

Gestiegene Anforderungen

Kommunikation mit Automatisierungs- und Visualisierungskomponenten ist heute Standard.

Produktionsausfall vermeiden

Was kostete Sie jede nicht-produktive Stunde?

Know-how Verlust vermeiden

Was, wenn Ihr Know-how-Träger in Ruhestand geht, der sich mit der alten Waage noch auskennt?

Herr Brunetti: Ansprechpartner für Dosieranlagen

in Sachen Waagensteuerung berät Sie Antonio Brunetti gerne kostenlos und unverbindlich bei einen persönlichen Beratungstermin.

Ansichten einer Waagensteuerung

Abläufe einer Waagensteuerung
Assets der Waagensteuerung
Waagensteuerung: Lieferungen
Waagensteuerung: Rohstoffe

Wertschöpfungs­kette

Wertschöpfungskette durch Waagensteuerung

Prozesse neu denken mit OPD ProCare

Die Waagensteuerung kann ihre Stärke dann richtig ausspielen, wenn sie an eine übergeordnete Prozesssteuerung angebunden ist. Wir denken Prozesse neu durch die Digitalisierung, Waagensteuerung und die Automatisierung in den Abläufen

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