perspektiven Robuste Technik für fordernde Messaufgaben 06 Im rauen Alltag bewährt Druckmessgeräte beweisen sich in der Zementherstellung

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1 Endress+Hauser Kundenmagazin Ausgabe 2/2014 perspektiven 03 Anlageneffizienz steigern Optimale Technik und Lösungen vom Komplettanbieter 06 Im rauen Alltag bewährt Druckmessgeräte beweisen sich in der Zementherstellung perspektiven Grundstoffe Robuste Technik für fordernde Messaufgaben

2 2 perspektiven 2/ Überfüllsicherung Der Betrieb einer Anlage, ordnungsgemäß nach WHG, fordert dem Betreiber viel Aufwand ab. 9 Zuverlässige Messung Micropilot FMR5x verleiht Sicherheit bei herausfordernden kontinuierlichen Füllstand-Messaufgaben. 12 Temperaturwächter Damit der Funke nicht überspringt: Temperaturüberwachung im Gurtbecherwerk bei Cargill. 03 Maßgeschneiderte Lösungen Eine sorgfältige Wahl der Messtechnik erhöht das Leistungsniveau der Anlage 06 Druckmessung im rauen Alltag Die Zementherstellung fordert der Technik viel ab 08 Überfüllsicherung nach WHG Endress+Hauser unterstützt bereits ab der Planung 09 Maßstab in Zuverlässigkeit Radar-Messgerätefamilie Micropilot FMR5x misst mit einzigartigen Auswertealgorithmen 12 Damit der Funke nicht überspringt Temperaturüberwachung im Gurt becherwerk bei Cargill 14 Effizienz im Druckluftnetz Kompressoren bei Fermacell werden energieeffizient zuoder abgeschaltet Impressum Die Endress+Hauser Kundenmagazine im Internet Herausgeber Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG Colmarer Straße 6, Weil am Rhein, Deutschland Redaktion Stefan Zöbisch (Branchenmanager Grundstoffe) Redaktion, Produktion, Layout Sven Heuer (Marketing Kommunikation) Coverfotos Endress+Hauser Druck Straub Druck+Medien AG, Schramberg Auflage Verantwortlich für den Inhalt ist der Herausgeber. Ein Nachdruck ist nur nach Genehmigung durch den Herausgeber gestattet. Hier finden Sie die perspektiven bzw. den kurier als E-Paper, die PDFs zum Download sowie die Bestellmöglichkeit für Magazine und weiterführende Informationen zu den aktuellen Themen. kurier

3 Grundstoffe 3 Maßgeschneiderte Lösungen erhöhen die Effizienz Eine sorgfältige Planung und Wahl der Prozessmesstechnik erhöht das Leistungs niveau der Anlage. In der Schüttgut verarbeitenden Branche zählen Zuverlässigkeit, Robustheit und einfache Bedienbarkeit. Tonnenweise rollt grobes, schweres Schüttgut über ächzende Förderbänder in die Höhe, fällt lärmend und staubend metertief in mächtige Silos oder in die Bäuche von Frachtschiffen und Lastwagen. Die Schüttgut verarbeitende Industrie stellt hohe, oftmals extreme Anforderungen an die Produktionsprozesse und die dafür benötigte Messtechnik. Je nach Industriesegment werden Rohstoffe gewonnen, zerkleinert, aufbereitet oder mit hohem energetischen Aufwand thermisch behandelt. Die Prozesse und die individuellen Aufbereitungstechnologien sind so vielfältig wie die Grundstoffe aus unserer Erde und die Produkte, die aus ihnen geschaffen werden. Die Ziele sind aber immer die gleichen: eine hohe Qualität der Endprodukte zu schaffen und deren Reproduzierbarkeit zu sichern, bei möglichst geringem Einsatz von Ressourcen. Anders gesagt: die Anlagen sollen auf einem höheren Leistungsniveau betrieben werden. Individuelle Lösungen Mit mehr als 60 Jahren Erfahrung in der Schüttgutbranche unterstützt Endress+Hauser seine Kunden bei der Auswahl und Auslegung von individuellen messtechnischen Lösungen. Vorausschauende Planung Wer die Messtechnik für seine Anlagen mit Weitblick auswählt, errichtet ein gutes Fundament für Effizienz und Sicherheit.

4 4 perspektiven 2/2014 bildet das Fundament für Automatisierung und dauerhafte Effizienz. Der Komplettanbieter für Prozessmesstechnik bietet aus einem breiten Produktportfolio die passende Lösung für jede herausfordernde Messaufgabe und erleichtert mit speziell zugeschnittenen Service Angeboten die Auswahl, Beschaffung, Installation, Inbetriebnahme und Wartung. Eine große Hilfe bei der Informationsbeschaffung und Auswahl der passenden Messtechnik ist das Online Werkzeug Applicator. Dieses Feldgeräte Auslegungstool von Endress+Hauser unterstützt die Planungsprozesse auf dem Weg zur sicheren Anlage. Das beginnt bei der Auswahl des geeigneten Messprinzips und setzt sich fort mit der Auslegung und Konfiguration bis hin zur Bestellung des Messgeräts. Grundanforderungen für sicheren Anlagenbetrieb Zuverlässige physikalische Messprinzipien Robuste Technik Einfache Bedienbarkeit der Feldgeräte Zuverlässigkeit Oftmals wird mit der Schüttgutverarbeitung das Arbeitsgebiet Füllstand gleichgesetzt, doch das entspricht nur teilweise der Realität. In thermischen Prozessen sind Temperatur und Druckinformationen von Bedeutung und in der Nassaufbereitung werden die Parameter Durchfluss und Analyse besonders wichtig. Zudem sind aufgrund der Schüttguteigenschaften bzw. Prozessbedingungen verschiedene physikalische Messprinzipien notwendig, um dauerhaft zuverlässige Werte zu erhalten. Korngröße und verteilung, Kornform und Abrasion bzw. DK Wert sowie das Fließverhalten (haftend oder nicht) sind entscheidende Parameter. Doch die können sich während der Lagerung oder beim Transport verändern. Die erfahrenen Endress+Hauser Mitarbeiter verfügen über das Know how, um dies in die Planung mit einzubeziehen. Robuste Technik Ob in der magnetisch-induktiven Durchflussmessung im hoch korrosiven und abrasiven Salzgemisch eines Kali Bergwerks, bei der Erfassung des Bitumen Massestroms im Straßenbau bei heftigen Vibrationen, oder bei der Füllstandmessung im Weißkalkwerk unter feinstem Staub bei Temperaturen bis 80 C: die Messtechnik hat es nicht leicht. Endress+Hauser entwickelt Geräte in sehr robusten Ausführungen für hohe mechanische Belastungen, extreme Temperaturen und mit aktiver Ansatzkompensation für anbackende Schüttgüter. Zuverlässigkeit ist ein Grund dafür, dass beispielsweise der automatische Betrieb im Fördergerät eines Thyssen Krupp Kombigeräts für Schwefellagerung mit den robusten Endress+Hauser Schüttgutspezialisten für sicherheitsrelevante Messungen bestückt wird. Angefangen an den Materialübergabestellen mit Drucksensoren Cerabar PMC51 zur Detektion eventuell auftretender Verpuffungen, dem Soliphant FTM50 mit Schwinggabel als Material Rückstaudetektor oder dem vibrationsunempfindlichen magnetisch induktiven Promag 53P an der Wassereindüsung zur Staubunterdrückung. Weitere Messungen erfolgen mit den langlebigen Temperatursensoren TR10 an den Lagern der Bandtrommeln und mit der Füllstandsonde Micropilot FMR57 zur Steuerung der Kratzerketten. Der Cerabar PMC51 etwa mit seiner keramischen Messzelle ist sehr abrasionsfest und bis zum 40 fachen Nenndruck überlastfest. Somit ist auch nach einem plötzlichen übermäßigen Druckanstieg über den Messbereich hinaus kein Austausch des Messgeräts erforderlich. Einfache Bedienbarkeit Das breite Produktprogramm mit auf jede Messung zugeschnittenen Feldgeräten und das umfangreiche Service Angebot versprechen maßgeschneiderte Lösungen für einen zuverlässigen Anlagenbetrieb. Entscheidend für dauerhaft zuverlässige Datenerfassung aber ist neben der besten Wahl des Messprinzips und der optimal abgestimmten Technik deren korrekte Installation. Die schnelle und unkomplizierte Inbetriebnahme durch ein Quick Setup am Messgerät senkt Zeit und Kosten für den Betreiber. Das durchgängig einheitliche Bedienkonzept der Endress+Hauser Zweileiter Plattform für Füllstand und Durchfluss vereinfacht den Arbeitsalltag. Es nimmt die Komplexität aus der Anwendung und vereinheitlicht die Bedienung, Software, Gehäusekomponenten, Elektronikmodule und Schnittstellen miteinander. So werden Datenmanagement, Systemintegration, Bestellstrukturen und Dokumentation ganz einfach. Know-how beim Komplettanbieter Unsere erfahrenen Mitarbeiter wissen, wie Sie durch passende Automatisierungslösungen Einsparpotenziale verwirklichen. Wir beraten Sie auch gerne darüber, wie Sie durch Verbrauchsmonitoring und gesamthafte Optimierung des Energieeinsatzes dauerhaft Kosten senken. Sven Heuer, Marketingmanager Kommunikation Grundstoffe sind grundverschieden. Entsprechend breit sind die Anforderungen an zuverlässige Messtechnik.

5 Grundstoffe 5 Nehmerqualitäten Präzise Messungen sind entscheidende Faktoren für maximale Produktivität, sichere Risikoüberwachung und Reproduzierbarkeit der Qualität. Endress+Hauser entwickelt robuste Messgeräte, die den widrigsten Bedingungen in der Schüttgutbranche trotzen. Im Bild eine Levelflex-Füllstandmessung in einem Silo in der Kalkproduktion.

6 6 perspektiven 2/2014 Druckmessung im rauen Alltag In der Zementherstellung geht es ganz schön zur Sache. Insbesondere im Bereich der Mahlanlagen und Öfen sind Druckmessgeräte gefragt, die einiges aushalten und nicht so schnell schlapp machen. Zement ist aus unserer modernen Welt nicht wegzudenken. Doch die Herstellung dieses Bindemittels ist ein fordernder Prozess. Sensible Sensoren haben hier nichts verloren. Vielmehr müssen die Messgeräte einiges wegstecken können, sollen sie über viele Jahre zuverlässig arbeiten. Beispiele aus der Praxis beschreiben den harten Job sowie den erfolgreichen Dauereinsatz von Druckmessgeräten im stra tegisch wichtigen Bereich der Mahlanlagen, der Öfen sowie im Ofenbrennprozess. Druckmessung an der Rohmehlmühle Das gewonnene Rohmaterial im Bruch muss fortlaufend zerkleinert und zu Mehl vermahlen werden. Dieser Prozess erfolgt in modernen Zementwerken wie bei der SCHWENK Zement KG vor allem in Vertikalmühlen, die über Systemleistungen von mehreren Megawatt verfügen: Auf einem großen Drehteller vermahlen vier Mahlrollen unter hydraulischer Anpress kraft das körnige Rohmaterial. Die Mühle selbst und der Antrieb mit dem Groß getriebe sind von höchster Bedeutung. Tritt hier eine Störung auf, kommt es früher oder später zur Abschaltung des Ofenbetriebes ein Ausfall, der sich über einen längeren Zeitraum hinziehen und hohe Umsatzverluste sowie Instandhaltungs kosten nach sich ziehen kann. Um den reibungslosen Betrieb sicherzustellen, ist es notwendig, dass das Schmiersystem unter allen Bedingungen zuverlässig funktioniert. Deshalb werden die Versorgungsleitungen des Schmiersystems mittels Drucksensoren individuell überwacht. Seit Jahren sind im SCHWENK Zementwerk Heidenheim Drucksensoren des Typs Cerabar S im Einsatz, die zuverlässig ihren Dienst verrichten. Mit der metallischen Membran nehmen sie die hohen Drücke bis maximal 150 bar auf. Zement ist ein Universal- und Grundbaustoff, der sich über Generationen für die unterschiedlichsten Bauaufgaben bewährt hat. Der Name SCHWENK ist mit der Geschichte der Zementherstellung seit über 165 Jahren eng verbunden. Qualität, Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit auf diesen Grundlagen produziert die SCHWENK Zement KG in vier Werken in Deutschland eine Vielzahl Zementsorten und Spezialbaustoffe. Von der Gewinnung der Rohstoffe über die Produktion bis zum Versand werden an Abläufe und Prozesse höchste Ansprüche in puncto Sicherheit und Qualität gestellt. Im Foto: das SCHWENK Zementwerk Heidenheim-Mergelstetten SCHWENK Zement KG

7 Grundstoffe 7 Hohe Langzeitstabilität und die robuste Konstruktion durch die vollverschweißte Messzelle zeichnen den Cerabar S Drucktransmitter in dieser Applikation aus. Rechts: Druckmessung am Zyklonvorwärmer. Druckmessung an den Zyklonvorwärmern Der Ofenbetrieb ist das Herzstück in der Zementherstellung. Die Anlagen arbeiten heute weitgehend nach den energiesparenden Trockenverfahren, also mit Öfen mit Zyklonvorwärmern. Diese Zyklonvorwärmer werden im Gegenstrom von unten nach oben durch die Abgase des Ofens durchströmt. Durch intensive Vermischung wird ein sehr guter Wärmeaustausch zwischen dem Rohmehl und dem Abgas erreicht und somit eine verbesserte Ausnutzung der vorhandenen Energie. Zur Kontrolle der erforderlichen thermischen Reaktionen muss die Funktion überwacht werden. Als klassische Überwachungs- und Detektionsmethode werden die Druckverhältnisse an den einzelnen Zyklonen erfasst und die Druckverluste zwischen Zykloneintritt und -austritt im Leitsystem dargestellt. Diese Verluste geben dem Anlagenfahrer Hinweise auf die Zustände im Vorwärmerturm. Verändern sich diese Werte, so kann einer anstehenden Verstopfungsgefahr durch Aktivierung der Luftstoßgeräte zum Lösen der Anbackungen vorgebeugt werden. Durch den Einsatz von Alternativ-Brennstoffen kann es je nach Rohstoffvorkommen zu vermehrten Anbackungen in den Zyklonvorwärmern kommen, deshalb werden an diese Messungen hohe Anforderungen gestellt. Je nach Anlage werden auch die Druckverluste zwischen den einzelnen Zyklonstufen erfasst. Wichtig für den Anlagenbetreiber ist die hohe Wiederholgenauigkeit der Messung. Die Differenzdrücke in den verschiedenen Zyklonstufen müssen sich in einem definierten Fenster bewegen. Und natürlich müssen die Messgeräte den rauen Bedingungen dauerhaft standhalten, insbesondere den je nach Einsatzort höheren Umgebungstemperaturen und Witterungsbedingungen. Ofenkopfdruckmessung Die Druckmessung am Ofenkopf des Drehrohrofens ist als Differenzdruckmessung zur Umgebung ausgeführt und stellt eine wichtige Messgröße im Verbrennungsprozess dar. Der Ofenkopfdruck sollte so gering wie möglich sein, in der Praxis ungefähr - 0,1 mbar. Ziel der Messung ist es, dass wenig kalte Falschluft dem Brenn prozess zugeführt wird (geringster Unterdruck) und kein Staub am Ofenkopf austritt (kein Überdruck). Diese Messaufgabe ist herausfordernd, zumal hier extreme Temperaturen bestehen. Die Umgebung im Ofenkopf ist zudem staubbeladen. Seit Jahren ist im SCHWENK Zementwerk in Heidenheim eine Differenzdruckmessung des Typs Delta bar von Endress+Hauser im Einsatz. Unter diesen rauen Bedingungen liefert der Transmitter zuverlässige und reproduzierbare Messwerte zur Ofensteuerung. Die hohe Referenzgenauigkeit und Langzeitstabilität der 10 mbar Messzelle spielen bei diesem extrem kleinen Differenzdruck ihre Vorteile aus. Dirk Dohse, Produktmanager Druck Stefan Zöbisch, Branchenmanager Grundstoffe Das nennen wir DruckmesstechnIQ Seit 30 Jahren hat Endress+Hauser immer wieder mit intelligenten Lösungen und Neuerungen die Druck- und Differenzdruckmesstechnik maßgeblich vorangetrieben. Ob erste industriell eingesetzte Keramikmesszelle, nach SIL2/3 entwickelte Geräte, elektronische Differenzdruckmessung oder Berechnungsprogramme für Durchfluss und Druck: der nachhaltige Nutzen stand immer im Vordergrund. Verschleißfest Druckmesstransmitter mit keramischem Sensor sind für Messaufgaben in der Zementindustrie bestens geeignet. Die Messzelle setzt dem mineralischen Produkt Rohmehl hohe Verschleißfestigkeit entgegen und die Transmitter verfügen über eine hohe Langzeitstabilität.

8 8 perspektiven 2/2014 Überfüllsicherung nach WHG Der ordnungsgemäße Betrieb einer Anlage zum Lagern, Abfüllen oder Umschlagen erfordert viel Aufwand. ojoimages4 - Fotolia.com An Behältern mit wassergefährdenden Flüssigkeiten sind in Abhängigkeit zur Anlagenart und dem Behältervolumen gemäß dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Überfüllsicherungen vorgeschrieben. Dabei werden die eingesetzten Stoffe in sogenannte Wassergefährdungsklassen (WGK) eingeordnet. Diese Klassifizierung regelt im Zusammenspiel mit dem Behältervolumen, ob ein Betreiber der Fachbetriebs pflicht nach dem WHG unterliegt. Überfüllsicherungen überwachen den Füllstand, lösen rechtzeitig vor Erreichen des zulässigen Füllgrads Alarm aus und können zur automatischen Beendigung der Befüllung dienen. Das WHG stellt somit eines der wesentlichen Gesetze zum Schutz der Umwelt und zur Sicherheit im Betrieb dar. Komplettlösung Überfüllsicherung Überprüfungen notwendig Der ordnungsgemäße Zustand und die Funktionsfähigkeit der kompletten Überfüllsicherung sind in angemessenen Zeitabständen, mindestens aber einmal im Jahr, durch einen Sachkundigen des Fachbetriebes bzw. des Betreibers, falls keine Fachbetriebspflicht vorliegt, zu prüfen. Es liegt in der Verantwortung des Betreibers, die Art der Überprüfung und die Zeitabstände im genannten Zeitrahmen zu wählen. Die Überfüllsicherung kann durch Anfahren mit dem Medium bis zur Ansprechhöhe geprüft werden. Ist dies nicht praktikabel, kann der Sensor zur Prüfung ausgebaut werden nachgeschaltete Anlagenteile müssen dann separat geprüft werden. Die einfachste Variante sind Systeme, die im eingebauten Zustand mittels Knopfdruck am Sensor oder an der Auswertekarte die Prüfung der kompletten Messkette ermöglichen. Endress+Hauser unterstützt nach neuesten gesetzlichen Anforderungen bereits ab der Planung. Schaltschrank Überfüllsicherung Computer Markus Schmid, Fachverantwortlicher Marketing Füllstand Quittiertaste Füllstand Sensor Alarm Ventil Alarmsignalisierung im Feld Pumpe Endress+Hauser bietet Ihnen alles, von... der Auslegung und Planung der Überfüllsicherung der Berechnung der Ansprechhöhe der Wahl der geeigneten Messtechnik dem Engineering der gesamten Anlage dem Schaltschrankbau der Inbetriebnahme vor Ort der Schulung Ihrer Mitarbeitenden...bis zur wiederkehrenden Prüfung nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG)

9 Grundstoffe 9 Maßstab in Messwertzuverlässigkeit Micropilot FMR5x, die neue Generation frei abstrahlender Radarmessgeräte für Füllstand, verleiht mithilfe einzigartiger Auswertealgorithmen Sicherheit und Wirtschaftlichkeit in der kontinuierlichen Messung. Zement begegnet uns immer und überall, die Anforderungen an die Qualität des Baustoffs wachsen. Unterschiedliche Sorten entstehen durch gemeinsame Vermahlung des Basisproduktes Klinker z. B. mit einem Gips Anhydrit Gemisch, mit Gipsgestein oder Hochofenschlacke und weiteren Zuschlagstoffen. Die Marktsituation erfordert von den Werken hohe Flexibilität und schnelle Umstellung der Sorten. Deshalb gewinnen Anlagenverfügbarkeit und Lagerkapazität in den Silos an Bedeutung. Störfaktoren In einem Klinkersilo im HeidelbergCement Werk Leimen bestehen besonders herausfordernde Applikationsbedingungen für die Messtechnik: Staubentwicklung, Abrasion, hohe Temperaturen und nicht zuletzt massive Einbauten erschweren die zuverlässige Füllstanderfassung. Deshalb kommt hier das Schüttgut Radarmessgerät Micropilot FMR57 von Endress+Hauser zum Einsatz. Durch die Befüllvorrichtung über eine geflanschte Zentralsäule im Klinkersilo mit unterschiedlichen Öffnungen entstehen starke Störreflexionen. Für das freiabstrahlende Radargerät Micropilot mit Mehrfachechoerkennung kein Problem, denn die neuen Auswertealgorithmen kompensieren die Störfaktoren. Abrasivität und Hitze Klinkersilos unterscheiden sich von typischen Schüttgutsilos zum einen durch die Größe und die damit verbundenen Einstapel und Austragssysteme. So kommt es nicht selten vor, dass in dem Silo eine Zentralsäule mit verschiedenen Öffnungen eingebaut ist. Typisch für das Produkt Klinker ist neben der Abrasivität die erwähnte Staubentwicklung durch den Feinanteil bei der Einlagerung. Da der Klinker direkt aus dem Ofen über den Kühler in den Silo gefördert wird, hat das Schüttgut eine hohe Restwärme Temperaturen, die 100 C überschreiten können. Silos werden auf die schüttgutmechanischen Eigenschaften ausgelegt, der Einbauort der Messtechnik wird durch örtliche Gegebenheiten definiert. So Herausfordernde Füllstandmessung Der hier dargestellte Klinkersilo bei HeidelbergCement in Leimen ist 41 Meter hoch, über 16 Meter breit und fordert der Messtechnik einiges ab: Unter der Decke ist noch eine Bühne eingezogen Mittig im Silo befindet sich eine geflanschte Zentralsäule mit verschiedenen Öffnungen. Hier entstehen Störreflexionen Bei der Befüllung entsteht starke Staubentwicklung Der frei abstrahlende Radar Micropilot FMR57 mit Mehrfachecho-hoerkennung und intelligenten Auswertealgorithmen kommt mit diesen schwierigen Anforderungen ngen problemlos zurecht. micropilot entstehen oftmals anspruchsvolle Einbausituationen in Verbindung mit hoher Staubentwicklung. Das Beste von beidem Bisher wurden diese Probleme häufig mit einem elektromechanischen Lotsystem gelöst. Nachteil dieses berührenden

10 10 perspektiven 2/2014 Messsystems, gerade bei abrasiven Medien, ist der hohe Wartungsaufwand. Um diesen zu verringern, kommen häufig Ultraschallgeräte mit dem Vorteil der Berührungslosigkeit zum Einsatz. Diese Technologie wiederum stößt bei sehr starker Staubentwicklung an ihre physikalische Grenze. Das freiabstrahlende Radargerät verbindet die Vorzüge beider Messverfahren, Berührungslosigkeit sowie Staubunempfindlichkeit, miteinander. Mehrfach-Echoerkennung Die selbst lernenden Software Algorithmen im Micropilot sind in der Lage, bis zu 20 Mikrowellenreflexionen gleichzeitig zu verfolgen und zu charakterisieren: Füllstandsignal Störsignale Dopplersignale Bodensignal Die Definition der Signalart wird durch eine Bewertung der unterschiedlichen Reflexionseigenschaften wie Reflexionshöhe, Reflexionsposition, Reflexionsgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung definiert. Durch diese einzigartigen Auswertealgorithmen ist es erstmalig möglich, eine Signalreflexion auch unterhalb einer Störausblendung zuverlässig auszuwerten. HistoROM vergisst nichts Bei stetig wachsenden Sicherheitsanforderungen, erhöhter Nachweispflicht und dem Bedarf an hoher Anlagenverfügbarkeit, wird cleveres Datenmanagement für Feldgeräte bedeutender, besonders im Anlagenbetrieb überwachungsbedürftiger Anlagen (z. B. chemische oder petrochemische Industrie). Folgende Anforderungen stehen im Fokus: die Dokumentation der Messstelle im Rahmen der Nachweispflicht von Anlagen; die einfache, sichere Wartung und Reparatur durch Austausch von Komponenten ohne Neuparametrie rung oder Abgleich; die Nachvollziehbarkeit von Anlagenzuständen und etwaigen Störeinflüssen; die Nachvollziehbarkeit von Parametrier änderungen bei sicherheitsgerichteten Messstellen. HistoROM ist Hauptbestandteil im cleveren Datenmanagementkonzept der Zweileiter Geräte. Es ermöglicht viele neue, für den sicheren Anlagenbetrieb wichtige Funktionen. Unverlierbar mit dem Transmittergehäuse verbunden, speichert es automatisch alle zum Messgerät gehörenden Daten. Der Betreiber profitiert Automatische Datensicherung ermöglicht den Zeit sparenden Austausch von Elektroniken ohne Neuabgleich. Bei einem Elektronikwechsel laden sich die Gerätedaten der letzten Parametrierung automatisch von dem Hüllkurve im Klinkersilo Der Screenshot aus der Messung im Leimener Klinkersilo zeigt die Echohüllkurve mit dem Signalverlauf. Spezielle Auswertealgorithmen ermöglichen die Auswertung von Signalreflexionen auch unterhalb einer Störausblendung. Die Gerätefamilie Micropilot FMR5x bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten. HeidelbergCement Silo im HeidelbergCement Werk Leimen.

11 Grundstoffe 11 Speicherbaustein HistoROM in die neue Elektronik, das Gerät nimmt automatisch den Messbetrieb wieder auf. Eine Parametrierung über das Display oder ein Download der Gerätedaten via Laptop ist nicht erforderlich. Zusätzlich werden die Daten als Backup im Display gespeichert. Sollte eine Parametrierung misslingen, kann somit der vorherige Stand der Einstellungen wiederhergestellt werden und die aktuellen HistoROM Daten werden mit den Display Daten überschrieben. Die Funktion Daten duplizieren ermöglicht die Parametrierung von Geräten in gleichen Anwendungen, hier kann ein Parametersatz von einem Gerät zum anderen übertragen werden. Allen Anforderungen wird somit auf elegante Weise begegnet. Der Effekt: erhöhte Sicherheit im Anlagenbetrieb bei gesenkten Kosten. Anlagensicherheit nach SIL 2/3 Alle Geräte der neuen Micropilot Familie FMR5x wurden nach IEC entwickelt. Diese hohe Qualität erlaubt den Einsatz der Radargeräte für SIL 2 Anforderungen. Durch die Entwicklung nach IEC ist es möglich, mit zwei Radargeräten homogen redundant SIL 3 zu erreichen. Spektrum erweitert Die Neuentwicklung der Mikrowelleneinkopplung erweitert das Anwendungsspektrum für Flüssigkeiten auf bis zu 450 C und für Schüttgut auf bis zu 400 C Prozesstemperatur. Für anspruchsvolle Applikationen mit Messbereichen bis 70 Meter in Schüttgütern ist der FMR57 die Lösung. Ergänzt wird das Geräteportfolio mit der wirtschaftlichen Gerätevariante des FMR56 mit einem Messbereich von 30 Meter in Schüttgütern. Diese neuen, innovativen Software und Hardwareentwicklungen erhöhen die Messwertzuverlässigkeit des Micropilot FMR5x erheblich. So entsteht auch unter anspruchsvollen Prozessbedingungen eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Information jederzeit Der Einsatz des Micropilot FMR57 mit dem technologischen Neuheitenpaket ermöglicht es den Anlagenbetreibern am HeidelbergCement Standort Leimen, zu jeder Zeit auch während der Befüllung Informationen über den aktuellen Füllstand und damit über die Verfügbarkeit des Klinkers zu haben. Zudem reduziert die neue Messtechnik den Wartungsaufwand gegenüber dem elektromechanischen System an diesem Silo. Carsten Schulz, Produktmanager Füllstand Mit rund Mitarbeitern an Standorten in mehr als 40 Ländern sowie der Marktführerschaft in vielen internationalen Märkten zählt der HeidelbergCement Konzern zu den global führenden Baustoffherstellern. In Deutschland beschäftigt HeidelbergCement ca Mitarbeiter und ist mit den Produkten Zement, Transportbeton, Sand und Kies, Betonfertigteile und Pflastersteine sowie Kalksandsteine und Kalk bundesweit am Markt präsent. HeidelbergCement

12 12 perspektiven 2/2014 Damit der Funke nicht überspringt... Mit einem Lösungspaket zum nicht elektrischen Zündschutz überwacht Cargill zuverlässig die Temperaturen im Gurtbecherwerk. James Thew - Fotolia.com Getreide ist Leben. Bei der Lagerung landwirtschaftlicher Produkte im Silo aber kann eine explosive Atmosphäre entstehen. Schüttgüter sind in allen Branchen und Industriesegmenten zu finden. Landwirtschaftliche Produkte wachsen saisonal nach, im biologischen Rhythmus, und müssen daher zur weiteren Verarbeitung zwischengelagert werden. Da es sich im Vergleich zu mineralischen Schüttgütern hier um sensible Produkte handelt, sind sowohl beim Transport als auch bei der Lagerung besondere Vorkehrungen zu treffen. Am Cargill Standort Salzgitter werden Raps und Getreide über den Straßentransport direkt vom Erzeuger angeliefert und in die Entladestation aufgegeben. Der Transport vom Bodenniveau zum Befüllstutzen auf dem Silo erfolgt durch ein mechanisches Becherwerk ausgeführt als Gurtbecherwerk, um das Risiko von Zündquellen konzeptionell deutlich zu reduzieren. Denn im Raps sowie in verschiedenen Getreidesorten sind Feinanteile enthalten, die eine explosive Atmosphäre entstehen lassen können. Aus diesem Grund ist das Becherwerk in Salzgitter nach ATEX Richtlinie Zone 22 ausgelegt. Zum nicht elektrischen Zündschutz gehören die Überwachung der Lagertemperaturen der Antriebs- bzw. Umkehrtrommeln sowie die Schieflaufüberwachung, denn sie sind mögliche Zündquellen einer Staubexplosion im Becherwerksturm. Die Folgen für Maschine, Anlage und Umwelt wären verheerend. Reibungsprinzip Die Lagertemperaturen werden an den Antriebs- und Umkehrtrommeln des Becherwerkes überwacht. Auf jeder Seite sind jeweils zwei Temperaturmessungen an den sogenannten Reibblöcken, aus Messing bestehend, im Einsatz. Läuft der Gurt aus der Mitte, so kann er seitlich am Becherwerksgehäuse schleifen. Das Prinzip ist bekannt: Reibung erzeugt Hitze, eine Staubexplosion droht. Diese Situation ist weitaus bedrohlicher als die Erhöhung der Lagertemperaturen. Die Temperaturmessungen werden zusammen mit der Antriebsleistung ausgewertet, um rechtzeitig einen plausiblen Temperaturanstieg zu erkennen. Ist der Anstieg zu hoch, führt dies zur Notabschaltung des Becherwerkes, eine Zündquelle wird so vermieden. Abgestimmte Paketlösung Cargill begegnet der Temperaturproblematik mit einem Endress+Hauser Lösungspaket zum nicht elektrischen Zündschutz für Gurtbecherwerke. Es besteht je Umkehrstation aus vier Schieflauf-Überwachungen (Reibblöcke mit Temperatursensoren) und zwei Lagertemperaturüberwachungen mit jeweils komplett verdrahteten Schaltkästen mit ma und HART Ausgang oder digitaler PROFIBUS Kommunikation. Die Temperatursensoren entsprechen der Zone Ex II 1D Ex iad 20 T135oC und der Schaltkasten der Zone 22 Ex II 3D Ex tc IIIC T50 T135oC Dc. Form und Aufbau der Temperatursensoren sind speziell auf diese Applikation abgestimmt. Die Drei-Draht- Temperatursensoren des Typs Pt100

13 Grundstoffe 13 mit 3 mm Durchmesser an der Spitze sind mittels eines Schnellverschlusses austauschbar. Der Vorteil der Temperatursensoren des Typs Pt100, nach Klasse A IEC60751 hergestellt, liegt in der hohen Genauigkeit und der notwendigen Langzeitstabilität. Damit ein sicherer und konstanter Temperaturübergang ohne Wärmeleitpaste zwischen Sensor und Lager bzw. Reibblock gewährleistet ist, wird die Position des Sensors mittels einer Druckfeder in Position gehalten und gesichert. Des Weiteren liegt der Vorteil dieses Konzepts in der Verwendung eines einheitlichen austauschbaren Temperatursensors für diese Messstellen. Standardisierung Diese Art des nicht elektrischen Zündschutzes an den Gurtbecherwerken ist in der Praxis bestens bewährt. Cargill hat sich entschlossen, dieses Lösungspaket zu standardisieren. Für das Unternehmen ist eine detaillierte Überwachung aller relevanten Prozessschritte mithilfe moderner Analysenmethoden ein definierter Baustein des Qualitätsmanagement. Dazu gehören auch die Beurteilung qualitativer Risiken entsprechend ihrer Wahrscheinlichkeit sowie Maßnahmen zur Eliminierung bzw. Beherrschung des Risikos. Cargill produziert und liefert weltweit Produkte und Dienstleistungen in den Bereichen Nahrungsmittel, Landwirtschaft, Finanzen und der technischen Industrie. In 67 Ländern sind Mitarbeiter beschäftigt. In Deutschland ist Cargill seit 1955 aktiv und hat seit der Übernahme des Stärke- und Stärkederivate-Herstellers Cerestar sowie des Lebensmittelzutatengeschäfts von Degussa nunmehr über Mitarbeiter an 13 Standorten. Stefan Zöbisch, Branchenmanager Grundstoffe Ein Pt100-Sensor, per Druckfeder in Position gehalten und gesichert, misst die Temperatur am Reibblock. Temperaturmessung am Gurtbecherwerk bei Cargill Am Fuß des Gurtbecherwerks bei Cargill sind die Lagerüberwachung (Mitte) und die Reibblocksensoren zu erkennen. Rechts in der Darstellung ein Blick ins Innere. temperatur Umlenktrommel Lagerüberwachung Reibblock- Sensoren - beidseitig

14 14 perspektiven 2/2014 Effizienz im Druckluftnetz Fermacell überwacht den optimalen Einsatz der Druckluft. Die Kompressoren werden energieeffizient zu oder abgeschaltet und Leckagen schnell erkannt. Schneller, komfortabler und meist kostengünstiger als entsprechendes Mauerwerk, nimmt der Trockenbau in unserer modernen Bauwelt zur Gestaltung des Wohn und Arbeitsraumes eine Hauptrolle ein. Seit mehr als 30 Jahren stellt Fermacell hochqualitative Gipsfaser Platten her, die als Bau, Feuerschutz und Feuchtraum Platte dienen und die auch Hobby Handwerker gerne nutzen. Die Rohstoffe Gips und Papier faser werden gemischt und nach Zugabe von Wasser ohne weitere Bindemittel unter hohem Druck zu stabilen Platten gepresst, getrocknet, mit einem Wasser abweisenden Mittel imprägniert und auf die benötigten Formate zugeschnitten. Für die Herstellung im Werk Münchehof (Niedersachsen) wird u. a. Druckluft als Hilfsenergie bei verschiedenen Produktionsschritten benötigt. Nahe der großen Verbraucher sind drei Kompressorstationen installiert, die aus jeweils zwei bis drei Kompressoren unterschiedlicher Größe bestehen und das zusammengeschlossene Netz mit Druckluft versorgen. Mit steigenden Produktionsanforderungen t-mass 65F Das thermische Massedurchflussmessgerät mit Proline-Messumformerkonzept ist für die direkte Messung von Gasen entwickelt worden. Es bietet: Höhere Effizienz dank modularem Geräte- und Betriebskonzept Quick-Setup-Bedienmenü für die einfache Inbetriebnahme Integrierte Software für freie Auswahl von bis zu 20 reinen Gasen und Erzeugung von Mischgasen mit max. 8 Komponenten Vorzüge des t-mass Messaufnehmers Vernachlässigbarer Druckverlust Große Messbereichsdynamik bis zu 100:1 Auslieferung mit individueller Kalibrierung und auf entsprechende Normen rückführbarem Zertifikat Kalibrierung mit Strömungsgleichrichter (optional) wurde dieses Druckluftnetz immer wieder erweitert. Die Steuerung der Stationen erfolgte klassisch über das erforderliche Druckniveau, parallel zum Einsatz der großen Verbraucher. Genaue Erfassung Für eine effiziente Produk tion und den optimalen Einsatz der Hilfsenergien reichte diese Regelung allerdings nicht mehr aus. Fermacell entschloss sich, die Druckluftmengen der drei Stationen genau zu erfassen, um einen besseren Überblick zu gewinnen. In die Sammelleitungen nach der Drucklufterzeugung in der jeweiligen Station sind nun Massedurchflussmessungen des Typs t mass 65F installiert worden. Die Geräte basieren auf dem thermischen Messprinzip und bieten den Vorteil vernachlässigbar geringer Druckverluste. Die Ausgabe des Druckluftverbrauchs erfolgt direkt in Nm³/h, ohne eine zusätzliche Temperaturmessung und Druckkompensation. Die direkte Vergleichbarkeit der Werte ist sofort gegeben. Außerdem bildet die Sensorkonstruktion ohne bewegte Teile ein wartungsfreies Messsystem. Temperaturfühler und Heizelement Das thermische Messprinzip beruht auf der Abkühlung eines aufgeheizten Widerstandsthermometers (Pt100), dem das vorbeiströmende Gas Wärme entzieht. In der Messstrecke strömt das Gas an zwei Widerstandsthermometern Pt100 vorbei, von denen eines in herkömmlicher Weise als Temperaturfühler verwendet wird, während das andere als Heizelement dient. Der Temperaturfühler überwacht und erfasst die effektive Prozesstemperatur. Das aufgeheizte Widerstandsthermometer wird durch Regelung des vom Heizelement verbrauchten elektrischen Stroms auf einer konstanten Differenztemperatur (gegenüber der gemessenen Gastemperatur) gehalten. Je größer nun der über das Widerstandsthermometer strömende Massestrom ist, umso größer ist die Abkühlung und damit auch die zur Aufrechterhaltung einer konstanten Differenztemperatur erforderliche Stromstärke. Am gemessenen Heizstrom lässt sich somit der Massedurchfluss des Gases ablesen. Aufzeichnung und Auswertung Durch den Einbau dieser Massedurchflussmessgeräte ergibt sich ein genauer Überblick über den tatsächlichen Druckluftverbrauch. Entsprechende Korrelationen zu den Hauptabnehmern und Produktionskennzahlen sind möglich. Dies veranlasste Fermacell dazu, ein Druckluftmanagement zum optimalen und effizienten Einsatz aufzubauen. Mittels dieser Messungen kann der Druckluftbedarf je zugeschalteter

15 Grundstoffe 15 Die Fermacell GmbH, ein Unternehmen der XELLA Gruppe, produziert und vertreibt das komplette FERMACELL Produkt angebot. Mit über 20 Standorten in Europa nimmt dieser Geschäftsbereich eine Spitzenposition in Deutschland für Produkte des trockenen Innenausbaus ein. Anfang der 1970er Jahre legte das Unternehmen mit der Entwicklung der FERMACELL Gipsfaser-Platte den wesentlichen Grundstein für den Erfolg. Durch technisches Know-how wurde das Angebot kontinuierlich ausgebaut. Heute bietet die Fermacell GmbH Profis und Heimwerkern Komplettsysteme für alle Bereiche des trockenen Innenausbaus egal ob für Decke, Wand oder Boden. Fermacell GmbH Produktionsanlage und Produktionsmenge erfasst, aufgezeichnet und ausgewertet werden. Die Kompressoren werden nun über den definierten Bedarf der einzelnen Produktionsanlagen zu- bzw. abgeschaltet sowie der erforderliche Spitzenbedarf über den frequenzgeregelten Kompressor energieeffizient abgedeckt. Durch die Verknüpfung der Daten mit den Betriebsstunden der Produktionsanlagen können zudem überproportionaler Verbrauch und damit Leckagen schnell erkannt werden. Verbrauchstrends erkennen Über die nun gewonnene Historie besteht die Möglichkeit, weitere Optimierungen vorzunehmen bzw. Veränderungen und Trends im Verbrauch der Druckluft schnell zu erkennen. Entsprechende Aktionen können im Sinne des Unternehmensziels eingeleitet werden. Stefan Zöbisch, Branchenmanager Grundstoffe Massedurchflussmessungen des Typs t-mass 65F überwachen die Druckluft in den Sammelleitungen. Die Daten erlauben eine genaue Auswertung des Druckluftbedarfs.

16 Deutschland Vertrieb Service Technische Büros Österreich Schweiz Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG Colmarer Straße Weil am Rhein Fax 0800 EHFAXEN Fax Beratung Information Auftrag Bestellung Tel 0800 EHVERTRIEB Tel info@de.endress.com Technischer Support Vor-Ort-Service Ersatzteile/Reparatur Kalibrierung Tel 0800 EHSERVICE Tel service@de.endress.com Hamburg Berlin Hannover Ratingen Frankfurt Stuttgart München Endress+Hauser GmbH Lehnergasse Wien Tel Fax info@at.endress.com Endress+Hauser Metso AG Kägenstraße Reinach Tel Fax info@ch.endress.com CM01061U/11/DE/01.14 Straub/INDD CS5