Dieses Projekt ist wohl eines der kompliziertesten und nervenaufreibensten, dass ich bis jetzt in meiner beruflichen Laufbahn durchf\u00fchren durfte oder musste. Das Ganze startete damit das wieder ein Einsparungspotential bei uns in der Firma gesucht wurde. Dabei viel das Augenmerk auf meinen Kollegen Robert, der unter anderem auch die Vorbehandlungsanlage der Lackierung mit betreut und wartet, denn wir als Instandhalter sind eigentlich nur ein Kostenfaktor f\u00fcr das Unternehmen. Bevor sie mit dem Wunsch der „Modernisierung“ , also der Kosteneinsparung an mich heran getreten sind, haben bereits 3 Firmen dieses Projekt abgelehnt mit der Aussage das eine Automatisierung nicht m\u00f6glich sei. Diesen Umstand hatte ich erst sp\u00e4ter erfahren nachdem ich es f\u00fcr ein interessantes Projekt gehalten habe und zugesagt habe es zu machen bzw. zu versuchen.<\/p>\n\n\n\n Worum es dabei geht:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Um etwas Verst\u00e4ndnis f\u00fcr die Sache zu schaffen m\u00f6chte ich mal beschreiben wie die ganze Vorbehandlung eigentlich funktioniert. Es handelt sich dabei um einen Waschtunnel der in 4 Sektionen unterteil ist, durch den die Teile mit einer automatischen H\u00e4ngebahn durchgef\u00f6rdert werden und je nach Vorgabe chemisch behandelt werden. Das erste Becken enth\u00e4lt ein Chemikalienmischung zum Entfetten, das Zweite ist mit einer L\u00f6sung zum Phosphatieren gef\u00fcllt und dann kommen noch 2 Sp\u00fclkammern wobei bei der letzten noch ein Korrosionsschutz mit eingeimpft wird.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Kommunikation und die vereinfachte Aufgabenstellung … :<\/strong><\/p>\n\n\n\n Wenn mir von Anfang an alles genau beschrieben worden w\u00e4re was genau zu machen ist, welche Parameter einzuhalten sind usw. h\u00e4tte ich mir eventuell leichter getan oder die Finger davon gelassen. Zuerst hat es gehei\u00dfen bei den ersten zwei Becken ist Leitwert und PH-Wert zu messen ist und Chemie bei Becken 1 und 2 nachgepumpt werden muss. Also hatte ich schon einen Plan geschmiedet, Angebote eingeholt und Komponenten bestellt. Dann kamen die n\u00e4chsten Besprechungen und Schritt f\u00fcr Schritt kam die Wahrheit \u00fcber das ganze Ausma\u00df \u00fcber die Probleme und W\u00fcnsche ans Licht.<\/p>\n\n\n\n Die wahren Anforderungen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Lasst uns mal Becken f\u00fcr Becken durchleuchten:<\/p>\n\n\n\n Entfettungsbecken:<\/em> PH-Wert und Leitf\u00e4higkeit sowie Temperatur sind zu messen, die Nachf\u00fcllmenge der Chemie wird \u00fcber einen Titrationsvorgang bestimmt, was bedeutet die Probe ist zu ziehen, zu verd\u00fcnnen, mit einem Indikator & Aktivator zu vermischen und die Titrationschemie wird so lange eingetropft bis die Farbe in der Probe umschl\u00e4gt. Wir reden also von Mengen im Milli und Mikroliterbereich die da zu verarbeiten sind. Eine fertige Sensorik um die Chemiebedarf anders zu ermitteln gibt es nicht. Na bravo!<\/p>\n\n\n\n Phosphatierungsbecken:<\/em> PH-Wert und Leitf\u00e4higkeit sowie die Konzentration der Chemie sind zu bestimmen und dementsprechend nachzudosieren. Es sind 2 Chemikalien die im richtigen Verh\u00e4ltnis einzuimpfen sind. Klingt eigentlich ganz einfach….. ha ha ha ha. Bis dahin wurde die Gesamts\u00e4ure und der PH-Wert gemessen bzw. im Labor bestimmt und je nach dem mehr oder weniger nachgekippt. Also gabs auch hier keine einsetzbare Sensorik um das Ganze zu Messen, geschweige denn mit „Gef\u00fchl“ nachzudosieren.<\/p>\n\n\n\n Sp\u00fcle 1:<\/em> War bis auf den Bakterienbefall ganz einfach zu managen, es werden nur PH-Wert und Leitwert erfasst.<\/p>\n\n\n\n Sp\u00fcle 2:<\/em> Ebenfalls waren hier PH & Leitwert zu erfassen und je nach zugef\u00fchrter Frischwassermenge sollte der Korrosionsschutz hinzugef\u00fcgt werden.<\/p>\n\n\n\n Also ihr seht, das Ausma\u00df wurde immer immer gr\u00f6\u00dfer, die Probleme und Unsicherheiten immer mehr und auf dem Weg sollte noch einiges technisches und zwischenmenschliches an Problemen hinzukommen.<\/p>\n\n\n\n Mein L\u00f6sungsansatz:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Da es also so gar nichts Fertiges gab, musste also wirklich was neues entwickelt werden. Um das Gehirn der ganzen Anlage zu realisieren habe ich in erster Linie auf eine S7-1500 SPS und einen Siemens IPC gesetzt. Diese Kombination erm\u00f6glicht mir alle m\u00f6glichen Kombinationen aus Hard und Software. <\/p>\n\n\n Was das Nachpumpen der einzelnen Chemikalien aus den Kanistern angeht habe ich mich f\u00fcr GammaX Dosierpumpen von Prominent entschieden, da diese \u00fcber einen ProfiNet-Anschluss verf\u00fcgen. Mit denen hab ich mich gleich mal als erstes ins Knie geschossen, weil der verf\u00fcgbare Baustein nicht f\u00fcr die 1500er zu verwenden war und ich mir da selber einen schreiben musste. Die Pumpen gestalteten sich wie man es so sch\u00f6n sagt als widerspenstig. Es erforderte etwas an Zeit um heraus zu finden wann welches Bit gesetzt werden musste und welcher Wert wann und wohin zu schreiben ist. Auch die ganze Fehlerauswertung musste zu Fu\u00df gemacht werden. Und wird der Pumpprozess durch ein Problem unterbrochen vergisst sie selbstverst\u00e4ndlich auch die Restmenge, was so auch nicht sein sollte. <\/p>\n\n\n Die Dosiermengen waren anfangs nicht kalibrierbar, was aber im Endeffekt nicht an den Pumpen lag sondern an meinen Klempnern. Wie wir gelernt haben, arbeiten die Dosierpumpen nur dann richtig wenn es einen gewissen Gegen bzw. Vordruck gibt. H\u00e4tte man das Handbuch gelesen und die mitgelieferten Vordruckventile eingebaut h\u00e4tte es diesbez\u00fcglich nie ein Problem gegeben. Oder wie der T\u00dcV immer zu sagen pflegt :“Auch harte M\u00e4nner m\u00fcssen Betriebsanleitungen lesen!“.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Aber um Chemie nachzuf\u00fcllen muss erst mal gemessen werden!<\/em><\/p>\n\n\n\n Die PH, Leitwert und Temperaturmessung habe ich \u00fcber Produkte der Firma Endress und Hauser realisiert. Die Sensoren und deren Einbau sowie die Inbetriebnahme gestaltete sich relativ einfach und das Auslesen der CM 444 Messverst\u00e4rker war \u00fcber ProfiNet auch Problemlos m\u00f6glich. Bei allen Fragen bez\u00fcglich Komponentenauswahl und Verwendung gibt es bei E&H ein tolles Team im Hintergrund.<\/p>\n\n\n\n \u00dcber den sehr guten Kontakt zu Endress und Hauser hat sich dann auch das Problem der Konzentrationsmessung im Phosphatierungsbecken l\u00f6sen lassen. F\u00fcr Konzentrationsmessungen haben sie die sogenannte Teqwave-Sonde. Das Messprinzip ist \u00e4u\u00dferst genial, die Sonde ermittelt die Schallgeschwindigkeit im zu messenden Medium und daraus werden R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Konzentration gezogen. Dazu werden Proben mit der jeweiligen Konzentration eingeschickt und dort wird anhand dieser die Applikation im Sensorsystem erstellt.<\/p>\n\n\n Auch die Frischwassermenge in der 2ten Sp\u00fcle zu bestimmen war relativ schnell und zu Abwechslung mal g\u00fcnstig gel\u00f6st. Ein Wasserz\u00e4hler mit einem Impulsausgang je Liter war hierf\u00fcr die L\u00f6sung.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Jetzt ging es aber an die schwierigste Messung, die im Entfettungsbecken. Es gab keine Alternative zur Titrationsmethode, da konnte auch die Tequwave nicht helfen. Also bin ich auf die Idee gekommen den Prozess der im Labor stattfindet nachzubauen. In Deutschland fand ich dann die Firma Cetoni, welche passendes Labor Equipment wie Spritzenpumpen, Ventile, Kapillarrohre und auch ein Spektrometer um den Farbumschlag zu messen vertreibt. Zusammen haben wir dann ein Konzept entwickelt und sie haben uns die Komponenten und deren Software verkauft. Die Software sollte dann genau so die die VISU auf dem IPC laufen. Die Kommunikation zwischen dem IPC und dem „Labor“ l\u00e4uft \u00fcber USB und die zur SPS \u00fcber digitale und analoge IO\u00b4s.<\/p>\n\n\n\n Was auf dem Papier existierte fand seinen Weg dann auch in einen passenden Schaltschrank und dank 3D Druck wurden alle Halter und die Innenausstattung gefertigt. Ein Klimaanlage durfte auch nicht fehlen und da die Anlage zu sch\u00f6n war um sie hinter einer Blecht\u00fcre zu verstecken bekam der Schrank ein Sichtfenster und eine Innenbeleuchtung.<\/p>\n\n\n Cetoni lieferte mir die wunderbaren Komponenten aber die Programmierung des Ablaufes und die Auswertung der Spektroskopie musste ich selbst machen bzw. im Eigenstudium erlernen. Der Titrationsprozess wird von der SPS gestartet , von der Cetoni Software durchgef\u00fchrt und das Ergebnis wird mittels einem digitalen Signal und einem Analogwert an die SPS r\u00fcckgemeldet. Nur so am Rande erw\u00e4hnt, ich bin gelernter Elektroinstallateur und kein Studierter und hab das trotzdem alles hin bekommen, auch wenn es nicht ganz einfach war.<\/p>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/www.wurzelausdrei.at\/blog\/wp-content\/uploads\/2024\/12\/IMG_4044-scaled.jpeg\")
<\/a><\/figure>\n\n\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n<\/a><\/figure>\n\n\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n<\/a><\/figure>\n\n\n\n<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n