Kalibrieraufwand- reduzierer

Durchflussmessung - Um Abweichungen beim Verladen von Spezialchemikalien auf Lkw zu vermeiden, setzt Clariant Durchflussmessgeräte ein. Mit dem Austausch der Geräte gehören die bisher umfangreichen Arbeitsschritte für das Kalibrieren der Vergangenheit an. Genauigkeit und Qualität bei der Abfüllung stellen nun permanente Diagnosen und Online-Verifikation sicher.

19. November 2019
 Kalibrieraufwand- reduzierer
Bei der Lkw-Verladung wurde der Kalibrieraufwand durch die Heart- beat Technology reduziert. (Bild: Endress+Hauser)

Clariant ist eines der weltweit führenden Unternehmen für Spezialchemie. Es stellt im nordrhein-westfälischen Oberhausen in einem Hochdruck-Polymerisationsverfahren bei 2.500 Bar und 250 Grad Celsius Fließverbesserer her. Diese werden etwa Dieselkraftstoff und Heizöl als Additive zugesetzt, um das Tieftemperaturverhalten zu verbessern. In Ober- hausen wird kundenspezifisch produziert. Die Produktion erfolgt innerhalb von Wochen, wenn es sein muss sogar von Tagen.

Bei der stark saisonabhängigen Herstellung werden Komponenten aus verschiedenen Tanklagern nach Kundenauftrag und Rezept in der Mischanlage gemischt und direkt in einen Lkw verladen. Die Tanklager, die Mischanlage sowie die Verladung sind zentraler Bestandteil der Produktion, denn abrechnungsrelevant zum Kunden ist der Inhalt der Lkw, der über eine Verwiegung auf einer geeichten Waage ermittelt wird. Doch Abweichungen während der Verladung, sei es zu viel oder zu wenig, bedeuten letztlich Aufwand und Kosten durch Qualitätsmängel, Ablassen oder erneutes Nachfüllen.

Aufwendige Instandhaltung

Über zusätzliche Qualitätsmessstellen hatte das Unternehme den Durchfluss der einzelnen Komponenten aus den Tanklagern über Massedurchflussmessgeräte überwacht. Um hier dauerhaft eine hohe Qualität in der Messgenauigkeit zu erhalten, mussten die bisher installierten Messgeräte jährlich aufwendig kalibriert beziehungsweise auf Funktion geprüft werden. Dafür galt es, eine bestimmte Menge einer Komponente in einen Bahnkesselwagen zu pumpen und anschließend zu verwiegen. Für jedes einzelne der 19 installierten Messgeräte bedeutete das: Befüllen des Bahnkesselwagens, Verwiegen, Entleeren respektive Umpumpen und gegebenenfalls sogar das Entsorgen der Komponente. Dieses war mit viel Aufwand, Zeit und Kosten verbunden und, was nicht zu unterschätzen ist, mit einem zusätzlichen Risiko für das Personal.

Die Heartbeat Technology, in viele Messgeräte von Endress+Hauser integriert, war ein entscheidendes Kriterium, die bestehenden Messgeräte durch Coriolis-Massedurchflussmessgeräte Promass F 300 zu ersetzen. Die Heartbeat-Funktionen Verification und Monitoring ermöglichen neben der permanenten internen Diagnose auch eine Vor-Ort-Verifikation und eine automatisierte Dokumentation jeder Messstelle – und das ohne jegliche Prozessunterbrechung.

Die zyklisch im Gerät ablaufenden Diagnosen überprüfen das Gerät permanent. Diese online ablaufende Selbstüberwachung stellt für Clariant eine ausreichende Prüfung zum Sicherstellen der Qualität dar. Zusätzlich wird einmal jährlich die ordnungsgemäße Funktion der Messstelle geprüft und dokumentiert. Diese Verifikation erfolgt über die integrierte Heartbeat Technology ohne Ausbau der Messgeräte und ohne weitere Installationen. Um hier unabhängig Sicherheit und Qualität zu gewährleisten, hat das Unternehmen diese Aufgabe an Endress+Hauser als objektive, externe Stelle übertragen. So übernimmt der Vor-Ort-Service des Spezialisten im Rahmen eines Servicevertrages die jährliche Heartbeat-Verification der Durchflussmessgeräte.

Digitaler Mehrwert

Industrie 4.0 und Digitalisierung machen auch bei Clariant nicht halt. Alle Messgeräte der neuen Generation sind mit Technologien ausgestattet, die es ermöglichen, die Geräte unkompliziert aus dem Schaltraum oder vom Arbeitsplatz aus zu konfigurieren oder Meldungen auszulesen. Teilweise sind die Geräte sogar mit kabellosen Schnittstellen ausgerüstet. Auch wenn diese aus Sicherheitsgründen noch nicht für die Prozesssteuerung genutzt werden, können so einfach etwa Messungen für die Zustandsüberwachung von Equipment eingebunden werden. Für die Instandhaltung bedeutet dies eine echte Reduzierung des Aufwandes und eine Zeitersparnis. Als nächsten Schritt erwägt Clariant die Beschaffung von Ex-fähigen Laptops und/oder Tablets, um diese Eigenschaften künftig auch im Feld zu nutzen und online auf die Dokumentation zugreifen zu können.

Unter dem Aspekt ›Mehr Infos aus dem Prozess‹ liefert das Coriolis-Durchflussmessgerät Promass F 300 einen weiteren Mehrwert. Gemäß Zollrecht muss Clariant einen Nachweis über die in der Anlage produzierte Menge abgeben. Dabei ist der Standard die Angabe der Masse. In den Lagertanks wird der Füllstand gemessen und das Volumen berechnet. Um die Masse zu bestimmen, wird dieses Volumen mit der im Leitsystem hinterlegten Dichtetabelle der Produkte umgerechnet. Dies ist allerdings immer mit einem gewissen Fehler verbunden. Aufgrund der Technologie des Coriolis-Durchflussmessgerätes – die Resonanzfrequenz ist eine Funktion der Messstoffdichte – kann der Promass F 300 neben dem Massestrom auch die Dichte des geförderten Mediums ausgeben. Diese reale Dichte verwendet das Unternehmen, um bei etwaigen Abweichungen die berechnete Menge zu korrigieren.

Messgenauigkeit

Die neuen Durchflussmessgeräte Promass F 300 weisen, neben der vereinfachten Kalibrierung, mit einer Messabweichung von ±0,1 Prozent vom Messwert auch eine deutlich höhere Messgenauigkeit im Vergleich zu den Bestandsgeräten auf. So gab es seit der Installation keine signifikante Abweichung zu der Referenz, der ge- eichten Lkw-Waage.

Der Promass F 300 ist in der sogenannten Kompaktausführung verfügbar, Messumformer und Messaufnehmer bilden also eine mechanische Einheit. Bisher war die Auswerteelektronik der Messgeräte im Schaltraum montiert. Aufgrund der kompakten Bauweise und Installation der Elektronik im Feld entfällt jetzt ein kompletter Schaltschrank. Zusätzlicher Platz im Schaltraum ist, wie vermutlich vielen aus der täglichen Arbeit bekannt, quasi unbezahlbar.

Im Leitsystem der Anlage sind Summenzähler zur ganzheitlichen Betrachtung der verladenen Komponenten integriert – allerdings im flüchtigen Speicher. Bei jeder Änderung am Leitsystem wird dieser Zähler zurückgesetzt. Der in den Messgeräten integrierte Summenzähler ist dank des HistoROM-Datenspeicherkonzeptes ›unverlierbar‹ und so jederzeit aktuell und verfügbar.

Nicht im Hauptfokus, aber ein lohnendes Nebenprojekt war, dass sich Clariant gleichzeitig mit dem Austausch der Messgeräte in der Mischanlage entschieden hat, diese Messgeräte, sofern möglich, als Standardgeräte für die Durchflussmessung einzusetzen. Bereits nach kürzester Zeit hat sich dieses Projekt gelohnt. Durch die Standardisierung der Geräte konnte der Hersteller die Lagerhaltungskosten bereits beträchtlich reduzieren.

SPS: Halle 4A, Stand 135

Erschienen in Ausgabe: 08/2019
Seite: 5 bis 71