Neuartiges Formsand- Management-System - Michenfelder

PRODUKTION & TECHNIK
Neuartiges Formsand-
Management-System
Die Buderus Kanalguss GmbH modernisierte die Sandaufbereitungsanlage
mit einem neuen Formsand-Management-System
Autor: Manfred Michenfelder
Fotos: Michenfelder
Ausgangssituation
Vor einigen Jahren wurde die Sandaufbereitung
bei Buderus Kanalguss GmbH
komplett neu aufgebaut. Mit neuer Formanlage,
Mischer, Kühler, einer Anlagensteuerung
auf Siemens-S5-Basis und
einzelnen Feuchtemess- und Regelanlagen
der Michenfelder Elektrotechnik
GmbH & Co. KG entsprach die Sandaufbereitung
dem Stand der Technik.
Die Mess- und Regelsysteme wurden
den damaligen Anforderungen in puncto
Genauigkeit und Zuverlässigkeit gerecht,
waren jedoch als isolierte Insellösungen
von einem vernetzten Gesamtsystem
und der heutigen Präzision
noch ein gutes Stück entfernt.
Entscheidung zur Modernisierung
Viele Jahre leisteten die eingesetzten
steuer- und regeltechnischen Komponenten
gute Dienste. In diesen Jahren
profitierten alle Bereiche der Automatisierungs-,
Steuerungs- und Netzwerktechnik
vom raschen Fortschreiten der
Informationstechnologie. Nach Produktabkündigungen
von Siemens (Anlagensteuerung
S5) und Michenfelder
(Wasserdosiergerät MICOMP 1) und
nach Tests mit verschiedenen Mess- und
Regelsystemen entschied sich Buderus
Kanalguss für eine Modernisierung der
Sandaufbereitung mit dem neuen Michenfelder-Formsand-Management-System.
Vorgaben mit neuen Ansätzen
Mit einer durchdachten Investition in
neue Mess- und Regeltechnik sollte die
Sandaufbereitung modernisiert werden.
Mit dem einfachen Tausch nach dem
Prinzip „alt gegen neu“ wollte man sich
bei Buderus Kanalguss sowohl bezüglich
der Steuerung als auch in puncto
Mess- und Regeltechnik nicht zufrieden
geben. Ein neuer und langfristig wirkender
steuer-, mess- und regeltechnischer
Gesamtansatz war gefordert.
Wegen des glücklicherweise guten All-
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GIESSEREI-ERFAHRUNGSAUSTAUSCH 10/2005
Bild 1: In der Sandaufbereitung verteilte mess- und regeltechnische Komponenten:
Feuchtemess- und Regelsystem „MICOMP UNI“ am Kühler (a), selbstreinigende Elektrode
und Temperaturfühler im Mischer (b), Feuchtemess- und Regelsystem „MICOMP UNI“ am
Mischer (c), Sandprüfsystem „VEDIMAT“ (d).
gemeinzustandes eines Großteils der
kostenintensiven Anlagen-Komponenten
(Mischer, Kühler, Bunker etc.), die
daher weiterverwendet werden konnten,
war außerdem eine geschickte Integrationsstrategie
gefragt.
Die Modernisierung sollte zudem
innerhalb sehr kurzer Zeit und ohne negative
Auswirkungen auf die laufende
Produktion erfolgen. All diese Vorgaben
wurden von der Gießerei mit den klaren
Zielen definiert, die Anlagensteuerung
standortintern zu vereinheitlichen und
die Formsandqualität auf höchstes Niveau
anzuheben, um den Ausschussanteil
und die Anzahl der Fehlchargen
zu reduzieren.
Umsetzung in der Praxis
Das neue Formsand-Management-System
(Bild 1) konnte die Gießerei bereits
in der Planungsphase konzeptionell
überzeugen. Darin wird die Idee von einem
Leitsystem aufgegriffen, mit dem
der Kunde alle wichtigen Parameter der
Formsandqualität online vom Ausschlagrost
bis zur Formanlage zentral kontrollieren
kann. Moderne Rechnertechnologie
ermöglicht die Vernetzung der in
der Anlage verteilten mess- und regeltechnischen
Teilsysteme über Interbus-
Schnittstellen. Die vollautomatischen
Feuchtemess- und Regelsysteme „MI-
COMP UNI“ im Fertigsandmischer und
in den beiden Kühlern wurden darin
ebenso integriert wie das vollautomatische
Sandprüfsystem VEDIMAT.
Auch mit dem Schritt weg von einer
speicherprogrammierbaren Steuerung
(SPS) hin zu einer PC-basierten Anlagensteuerung
beschritt Buderus Kanalguss
neue Wege. Hier vertraute man auf

Bild 2: Hauptübersicht am Prozessleitsystem MiPro mit individuell visualisierten Anlagenkomponenten (Mischer mit Vorfeuchtemessung,
zwei Kühler und ein mechanisches Sandprüfsystem)
die Dienste der Sauter GmbH, Wutöschingen,
mit der man auf diesem Gebiet
am Standort bereits gute Erfahrungen
gemacht hatte.
Die drei Projektpartner arbeiteten von
Beginn an Hand in Hand. Von der Beauftragung
bis zur Inbetriebnahme der
modernisierten Sandaufbereitung dauerte
es weniger als 3 Monate. Die Montage
erfolgte weitestgehend parallel zur
Produktion und zu bestehenden Systemen.
Damit waren bereits einige Vorgaben
erfüllt.
Formsand-Management-System
Zentraler Baustein des Formsand-Management-Systems
ist das Prozessleitsystem
MiPro (Bilder 2 und 3) für die zentrale
Steuerung und Überwachung der
Formsandqualität. Alle Prozessdaten der
in der Anlage verteilten Mess- und Regelsysteme
laufen hier ein, können komfortabel
analysiert, archiviert und gegebenenfalls
auch exportiert werden. Von
der auf die Buderus-Belange individuell
visualisierten MiPro-Oberfläche aus, auf
der sich Bediener sofort zurecht finden,
können alle Teilsysteme auch von zen-
traler Stelle aus in Eins-zu-Eins-Optik
fernbedient werden, so als stünden die
Bediener in der Anlage vor dem jeweiligen
Mess- und Regelsystem.
In das Prozessleitsystem
integrierte Teilsysteme
Allen voran sei hier die enorme Bedeutung
des präzisen Feuchtemess- und Regelsystems
„MICOMP UNI“ Typ G-CH am
Künkel-Wagner Fertigsandmischer genannt.
Dieses System ist mit dem sich
direkt vor der Formanlage befindlichen
automatischen Sandprüfsystem „VEDI-
MAT“ verbunden. Das Zusammenspiel
dieser beiden verknüpften Regelsysteme
garantiert die Einhaltung voreingestellter
Verdichtbarkeitswerte in ganz engen
Bereichen. Das Sandprüfsystem
kontrolliert zudem online die Druckfestigkeit
und ermittelt das Schüttgewicht,
wodurch Rückschlüsse auf den Bentonitgehalt
möglich sind. Die Auswertung
einer zusätzlichen Vorfeuchtemessung
vor der Altsandwaage und die Integration
dieser Messergebnisse in das
Feuchtemess- und Regelsystem sind weitere
Vorteile für die Produktionssicher-
heit und ermöglichen eine noch gezieltere
Vorwasserzugabe. Ebenfalls ins
MiPro integriert sind die neuen Feuchtemess-
und Regelsysteme „MICOMP UNI“
Typ G-91 an den beiden Altsandkühlern
(ASK100 und MC75). Diese Systeme garantieren
zuverlässig und ebenfalls mit
großer Genauigkeit die für den weiteren
Aufbereitungsprozess so wichtige Mindest-Ausgangsfeuchte
hinter den Kühlern.
Erfolgskontrolle
Mit dem eingesetzten Formsand-Management-System
wird eine sehr hohe Genauigkeit
bei der Konstanthaltung der
Formsandqualität erzielt, wie die Daten
aus einem kompletten, representativen
Produktionsmonat bei Buderus Kanalguss
im Zweischichtbetrieb belegen. In
diesem Zeitraum schwankte die Verdichtbarkeit,
gemessen unmittelbar vor der
Formanlage, lediglich um ±0,9 %* um
den eingestellten Sollwert. Diese Präzision
ist nur möglich, weil die mit dem
Sandprüfsystem vernetzte Feuchteregelung
am Mischer in der Lage ist, die
Feuchte mit einer Genauigkeit im Hun-
GIESSEREI-ERFAHRUNGSAUSTAUSCH 10/2005
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PRODUKTION & TECHNIK
Bild 3: MiPro-Datenbank-Auswertung der Formsandaufbereitung
dertstel-Prozent-Bereich* konstant zu
halten. Dass die Verdichtbarkeit an der
Formanlage so konstant bleibt, ist auch
ein Verdienst der Mess- und Regelsysteme
an den beiden Kühlern, die dafür
sorgen, dass der Sand die beiden Kühler
mit einem Wassergehalt zwischen
2 % und 3 % (frei einstellbar) mit einer
Genauigkeit von ±0,05 bis 0,2 %* verlässt.
Dies ist ein sehr wichtiger Aspekt
im Hinblick auf die weitere Aufbereitung
im Sandkreislauf.
Vorteile für die Gießerei
Buderus Kanalguss hat bereits nach
sehr kurzer Zeit eine deutliche Reduzierung
der Häufigkeit des Abreißens von
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GIESSEREI-ERFAHRUNGSAUSTAUSCH 10/2005
Formsandballen registriert sowie eine
deutliche Verbesserung der Formsandqualität
(insbesondere der Fließfähigkeit)
festgestellt. Diese Tatsache zeigt,
dass die Investition sowohl in Bezug auf
die Sandqualität als auch aus Kostengründen
vorteilhaft gewesen ist; es zeichnet
sich eine schnelle Amortisation ab.
Fazit
Anstatt einfach die vorhandenen messund
regeltechnischen Insellösungen
nach dem Prinzip „alt gegen neu“ zu tauschen,
hat Buderus Kanalguss mit einer
„intelligenten” Investition in ein modernes
Formsand-Management-System, unter
Beibehaltung eines Großteils der ex-
trem kostenintensiven Aufbereitungs-
Hardware (Mischer, Kühler, Bunker etc.),
ein Optimum an Formsandqualität erzielt.
Die bereits nach kurzer Zeit spürbaren
positiven Einflüsse auf die Produktion
und die Erkenntnis, dass sich
diese vergleichsweise geringe Investition
schnell amortisieren wird, ließen
das Unternehmen schon bald zu der Gewissheit
gelangen, das richtige Konzept
gewählt zu haben.
*) Standardabweichung
Weitere Informationen:
www.michenfelder.com