1. PROCESS MSR-Forum MSR-Forum feiert bei Förderprozess-Foren Premiere

Redakteur: Wolfgang Ernhofer

Im Rahmen der Förderprozess-Foren 2013 in Würzburg feierte das 1. PROCESS MSR-Forum Premiere. Die Veranstaltung fokussierte praxisnah auf wichtige mess- und regelungstechnische Anforderungen, denen sich Anwender beim Umgang mit schwierigen Fördermedien stellen müssen – ob Schüttgüter oder flüssige Medien.

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Zwischen den einzelnen Foren konnten die Teilnehmer wechseln und sich die passenden Vorträge anhören, mitdiskutieren und gemeinsam Lösungen erarbeiten. In den ausgedehnten Pausen blieb genug Zeit...
Zwischen den einzelnen Foren konnten die Teilnehmer wechseln und sich die passenden Vorträge anhören, mitdiskutieren und gemeinsam Lösungen erarbeiten. In den ausgedehnten Pausen blieb genug Zeit...
(Bild: PROCESS)

Würzburg – Schwierige Fördermedien standen im Mittelpunkt der Förderprozess-Foren 2013, einer gemeinsamen Veranstaltung der Fachmedien PROCESS und SCHÜTTGUT, die am 12./13. November 2013 in Würzburg stattfand. Insgesamt besuchten 190 Teilnehmer und 20 Aussteller die Foren auf der altehrwürdigen Festung Marienberg über den Dächern von Würzburg.

Neben dem 11. PROCESS Pumpen-Forum, das sich mit der anforderungsgerechten Auswahl und Auslegung von Pumpen beschäftigt, und dem 7. Schüttgut-Forum, in dem es darum geht, wie schwierige Förder- und Lageraufgaben im Schüttgutbereich gemeistert werden können, bündelt erstmals das MSR-Forum die für beide Foren wichtigen mess- und regelungstechnischen Themen. Denn überall, wo gefördert wird, muss auch gemessen, gesteuert und geregelt werden.

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Themen waren u.a.:

  • Wie Sie Füllstand und Durchfluss selbst unter schwierigen Bedingungen stets richtig messen.
  • Was bei der Druck-, Temperatur- und Viskositätsmessung zu beachten ist.
  • Welche Fallstricke bei der Feuchtemessung in Schüttgütern lauern, und wie Sie diese umgehen.
  • Wie Sie eine Online-Partikelgrößenanalyse optimal implementieren.
  • Wie Sie von Plant Asset Management und Condition Monitoring profitieren, und was dabei zu beachten ist.

Der Praxisbezug und der Erfahrungsaustausch waren dabei besonders wichtig: Referenten und Teilnehmer kamen miteinander ins Gespräch und suchten gemeinsam nach Lösungen für Ihre individuellen Problemstellungen. Hierfür war neben den Fachvorträgen ausreichend Zeit für Diskussionsrunden, Networking in den Pausen sowie für den Besuch der begleitenden Ausstellung.

Praxis-Tipps für die Füllstandmessung

Zum Einstand drehte sich im ersten Vortrag alles um Füllstandmessung. Mit einem modernen Füllstandsensor könne man heute eigentlich alles messen. Doch in der Praxis sehe so mancher Füllstandsensor dennoch alt aus, warnte Clemens Hengstler von Vega. Denn die Physik gibt die Grenzen vor.

Eine Universallösung für die Füllstandmessung gebe es auch heute noch nicht. Doch mit der Wahl des richtigen Messprinzips (Radar, Ultraschall, Druck etc.), der Wahl der richtigen Sensorausführung und der Wahl einer guten Montageposition werden selbst schwierige Messungen zum Kinderspiel.

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Anhand zahlreicher Praxisbeispiele aus mehreren Branchen zeigte der Vortrag von Hengstler anschaulich die Schwierigkeiten, Grenzen und besonders auch die Lösungen für die Füllstandmessung schwieriger Fördermedien auf: So sind beispielsweise Schaumbildung, Rührwerke, aggressive Produkte, turbulente Oberflächen, Dämpfe und Kondensat mögliche Einflussfaktoren bei der Messung von Flüssigkeiten, während Schüttkegel, Zug- und Scherkräfte, Anhaftungen, Abrasion, oder Staubbildung bei der Förderung von Schüttgütern eine Rolle spielen.

Durchfluss-, Druck- und Temperaturmessungen

Joachim Kölsch von Siemens gab einen Einblick in die Welt der Durchflussmessung. Zum Thema „Druckverlust und Fließgeschwindigkeit – Qualität und Genauigkeit“ berichtete der Experte von Siemens über Applikationserfahrungen mit Durchflussmessungen in der Lebensmittelindustrie.

„Kurze Baulängen und möglichst hohe Rohrquerschnitte in Coriolis 2-Rohrsystemen eignen sich besonders bei viskosen Produkten Druckverluste zu minimieren“, sagte Koelsch und ging im Laufe des Vortrags genauer auf den Grundkonflikt zwischen geringen und hohen Fließgeschwindigkeiten sowie die Auswirkungen auf Druck und Genauigkeit ein.

Im Anschluss knüpfte direkt Joachim Zipp von Wika an, der von Erfahrungen mit Druck- und Temperaturmesstechnik für kritische Fördermedien berichtete: „Was viele vernachlässigen ist, dass Temperatur eine örtlich begrenzte Größe ist. Deshalb muss an den kritischsten Stellen des Prozesses gemessen werden.“

Viskositätsmessung bei zähen Fördermedien

Die Charakterisierung der Fließeigenschaften von Pump- und Schüttgütern ist von großer Wichtigkeit bei der Auslegung von Prozessanlagen. Auf dem Weg von der Theorie in die Praxis lauern jedoch einige Fallstricke.

Unter dem Begriff der Viskosität als Maß für die Zähflüssigkeit des Fluids versteht man im normalen Sprachgebrauch die „dynamische Scherviskosität“. Abhängig von der Messmethode wird jedoch auch die kinematische Viskosität oder die Dehnviskosität bestimmt. Dabei hat jeder dieser Parameter unterschiedliche Werte und Bedeutungen in der Anwendung. Auch ihre Bestimmungen mit Viskosimetern oder Rheometern geschehen auf unterschiedliche Weise.

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Der Vortrag von Xandra Wittmann, Anton Paar, auf dem 1. PROCESS MSR-Forum gab zunächst eine kurze Übersicht über die Definition der Viskosität. Darauf folgte die Darstellung unterschiedlicher Messmethoden, angefangen bei einfachen Viskositätsmessungen bis hin zur Materialcharakterisierung mit Hilfe eines Rheometers.

Ein modernes Rheometer biete eine Vielzahl an Messmöglichkeiten, von klassischen Rotations- und Oszillationsversuchen bis hin zu speziellen Messungen. Dadurch lässt sich komplexeres Fließverhalten wie Scherverdünnung oder die Existenz einer Fließgrenze charakterisieren. Außerdem lassen sich mit einem Rheometer auch nicht-homogene, teilweise auch hochbeladene Systeme, z.B. Slurries oder Fruchtzubereitungen, oder der Einfluss von externem Druck mit entsprechenden Messzellen untersuchen.

Feuchtemessungen für schwierige Applikationen unter widrigen Bedingungen

Sie wollen keine „gefühlte Ewigkeit“ auf die Laborergebnisse einer Feuchtemessung warten? Dann ist die Online-Feuchtemessung eine gute Option. Doch ist sie nicht ganz einfach. Was es zu beachten gilt, um zuverlässig wertvolle Produktionszeit zu sparen, berichtete Mirande Wolvekamp.

Jedes Produkt, das hergestellt wird, soll einem reproduzierbaren Qualitätsstandard entsprechen. Dieser Standard ist entweder gesetzlichen Normen unterworfen oder vertraglich mit dem Endkunden vereinbart. Oft werde der Feuchtegehalt im Labor definiert, wo man mindestens ein halbe Stunde auf Ergebnisse warten muss. Abhängig vom Feuchtegehalt und der Meßmethode könne sich die Wartezeit auf bis zu 24 Stunden erhöhen. Das kostet wertvolle Produktionszeit, wenn die Werte sich nicht innerhalb der Qualitätsgrenzen befinden und man zu spät auf Störungen reagieren kann.

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Feuchtemessung online oder direkt in der Nähe des Prozesses ist nicht ganz einfach; ideale Messbedingungen sind oft nicht einfach zu erzeugen. Wolvekamp von ACO Automation Components stellte verschiedene anwenderspezifische Lösungen vor und berichtete dass es „bei der Feuchtemessung oft wichtig ist, die Applikationen vor Ort zu sehen und Speziallösungen mit den Anwendern zu erarbeiten“. Beispiele waren Messungen in Sand, Quarzsand, Kalk, Kies, Erz, Klärschlamm, Getreide, Zuschlagmitteln für Beton, Zucker, Reis, Milchprodukten, Chemikalien, Gips, Waschmitteln und Silikaten.

Die richtige Messung sei die optimale Voraussetzungen für Regulierung und Steuerung des Wasseranteils direkt in den Produktionsprozessen der unterschiedlichsten Branchen.

Implementierung einer Online-Partikelgrößenanalyse

„Das Gerät muss unempfindlich gegen hohe Umgebungstemperaturen, Vibrationen, elektromagnetische Störungen sein, damit die Messeinrichtung über langen Zeitraum funktioniert“, weiß Oliver Schmitt, der in seinem Vortrag die Partikelgrößenanalyse im Visier hatte. Intensiver Druck auf die Herstellungskosten in vielen Branchen verstärke weiterhin die Nachfrage nach vollautomatischer Prozesssteuerung. Prozessanalysegeräte verbessern das Prozessverständnis durch die Beobachtung des Herstellprozesses entweder inline oder online und die Bereitstellung kontinuierlicher Echtzeitinformation.

Schmitt von Malvern Instruments, weiß: „Während bei der Anschaffung entsprechender Geräte im Laborbereich der Fokus meist auf den analytischen Merkmalen und der Funktionalität liegt, sind für eine erfolgreiche Implementierung vergleichbarer Methoden im Prozess wesentlich umfangreichere Überlegungen erforderlich. Obwohl Echtzeitanalysen sehr wertvoll für die kontinuierliche Überwachung sind, läuft man bei der isolierten Installation von Prozesssensoren Gefahr, dass Dateninseln mit begrenztem Wert geschaffen werden.“

Diese Geräte müssen beispielsweise sehr robust, sowohl hardware- als auch softwareseitig flexibel auf die jeweilige Anwendung und deren Produkteigenschaften anpassbar und einfach in den Prozess zu integrieren sein. Ferner sollten PAT-Geräte vollständig automatisiert, extrem zuverlässig und in der Lage sein, relevante und repräsentative Daten in einem Zeitrahmen zu liefern, der mit den Anforderungen des Prozesses übereinstimmt.

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Während des Vortrags griff Schmitt die einzelnen Aspekte für Nass- und Trockenmessungen auf und verdeutlichte an einem Fallbeispiel, welche Einsparpotenziale gehoben werden können.

Plant Asset Management in der Prozessindustrie - Wunsch und Wirklichkeit

Geht es um das Thema Plant Asset Management (PAM), stehe immer noch Überzeugungsarbeit beim Betreiber ganz oben auf der To-Do-Liste der Hersteller, berichtete Stefan Gampp bei seinem Vortrag. Gampp, bei Endress+Hauser verantwortlich für anlagennahes Asset Management, erklärte welche Voraussetzungen wichtig sind, um Plant Asset Management zielführend und gewinnbringend „zu leben“.

Übergeordnete Automatisierungssysteme bilden zusammen mit intelligenten Feldgeräten die Basis für verfahrenstechnische Anlagen im produktiven Umfeld. Der Einzug IT basierter Systeme in Kombination mit digitaler Feldgerätetechnik hat dabei von vielen Anwendern neue Anforderungen hinsichtlich Performance und Informationsgehalt während des Betriebs hervorgebracht.

Vorweg gebe es hier unterschiedliche Ansätze, um die Erfolgsfaktoren zum Betrieb der Anlagen zu beeinflussen: Die durchgängige Integration moderner Messtechnik und deren Anbindung an übergeordnete Informationsplattformen in der Maintenance, oft parallel zum Leitsystem, steigern nicht nur den Informationsgehalt, sondern forcieren auch eine saubere Filterung und Zuordnung dieses „Mehrwertes“ auf MES- und ERP-Ebene. Gerade die richtige Auswahl der Feldgerätekommunikation hat einen entscheidenden Einfluss auf die Akzeptanz eines übergeordneten Plant Asset Management-Systems.

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In seinem Vortrag „Plant Asset Management in der Prozessindustrie – Wunsch und Wirklichkeit“ zeigte Gampp, was es für Varianten gibt, herstellerunabhängige PAM-Systeme zu realisieren. Dabei stehe das Handling von Asset-Informationen während des laufenden Anlagenbetriebs an erster Stelle.

Gerätediagnose, zentrale Datenablage und die verständliche Beschreibung von Handlungsanweisungen unter dem Aspekt vorbeugende Instandhaltung waren weitere Inhalte, die in diesem Vortrag erläutert wurden.

Condition Monitoring – Stand der Technik

Zum Abschluß des 1. PROCESS MSR-Forums referierte Marcus Müllenberg zu „Condition Monitoring, (Fern-) Diagnose und Wartung - Stand der Technik und Vorteile für den Anwender“. Müllenberg legte den Fokus dieses allumfassenden Themas auf die Überwachung und Diagnose von Prozesspumpen in kritischen Anwendungen und hatte alarmierende Zahlen parat: „Nur 10 % der Prozesspumpen werden automatisch überwacht, viele weitere bleiben ungeprüft und können enorme Schäden verursachen.“

Condition Monitoring leiste einen wichtigen Beitrag um Maschinen- und Anlagensicherheit zu gewährleisten und Ausfällen vorzubeugen, so der Wireless-Application-Spezialist von Emerson Process Managment.

Fazit zum 1. MSR-Forum bei den PROCESS Förderprozess-Foren

Nach einem Tag voller interessanter Themen aus der Mess-, Steurungs- und Regelungstechnik ging die Veranstaltung mit einem gemeinsamen Abend auf der Festung Marienberg zu Ende. Von den Grundlagen, über einzelne Messmethoden, Applikationsbeispiele für schwierige Medien unter widrigen Bedingungen bis zu den übergreifenden Themen Plant Asset Management und Condition Monitoring gelang der Streifzug quer durch die anwenderrelevanten Themen von MSR-Applikationen.

Abgerundet wurden die Förderprozess-Foren durch eine begleitende Fachausstellung mit den 4 Themenwelten: Pumpen, Schüttgut, MSR und Ex-Schutz und boten damit eine optimale Wissens- und Kommunikationsplattform für Anwender, Hersteller, Planer oder Anlagenbauer. Praxisbezug und der Erfahrungsaustausch standen bei allen Foren und in den Pausen im Vordergrund.

Weitere Bildergalerien zu den Förderprozess-Foren finden sie in unserer Mediathek.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Förderprozess-Foren.

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