Füllstandserfassung im Rübenbunker

Der Anbau von Zuckerrüben hat in Deutschland Tradition. Seit über 200 Jahren wird daraus Zucker gewonnen. Mit der Rübenernte im September beginnt die so genannte Kampagne. Bei der Südzucker AG werden in allen deutschen Werken insgesamt pro Tag über 100.000 Tonnen Rüben zu Zucker verarbeitet.

Eine maßgeschneiderte Lösung des Komplett- und Systemanbieters Welotec hilft dabei – über eine webbasierte Oberfläche können die Mitarbeiter jederzeit Informationen zur aktuellen Auslastung der Produktion und den Füllständen des Rübenbunkers abrufen.

Der Autor: Jos Zenner ist Business Development Manager bei Welotec in Laer

Südzucker ist Europas führender Anbieter von Zuckerprodukten. Allein im Werk Rain am Lech von Südzucker wird in weniger als zwei Sekunden der Jahresbedarf eines durchschnittlichen Bundesbürgers erzeugt. Dafür werden die Zuckerrüben von umliegenden Feldern per LKW angeliefert, mit Hilfe von Wasser vom Fahrzeug heruntergespült und dem Produktionsprozess zugeführt. Um einen stabilen Prozess zu gewährleisten, müssen der Produktion immer gleichmäßig viele Rüben zur Verfügung gestellt werden. Das Rübenlager verfügte jedoch über keine Anzeige für die aktuelle Auslastung der Produktion und die Füllstände des Rübenbunkers. Somit war es für die Mitarbeiter von Südzucker schwer einzuschätzen, wie viele Rüben für die aktuelle Produktion benötigt werden. Genau hier setzt die Lösung von Welotec an. Alle relevanten Daten werden erfasst und anschließend über einen Webserver visualisiert. Dem Mitarbeiter wird die Visualisierung über WLAN auf einem internetfähigen Endgerät zur Verfügung gestellt, egal ob Handy, Tablet oder PC. Das ist ein großer Vorteil, denn so lässt sich jedes Standardgerät nutzen, das über WLAN und einen Internet Explorer verfügt.

Herausforderung WLAN gemeistert – mit den richtigen Antennen

Das weitläufige, offene Gelände zur Lagerung der Rüben wird mittels vier IWL3210-WLAN-Access-Points abgedeckt. Die IWL3000-Serie ist mit ein oder zwei WLAN-Funkmodulen für das 2,4- und 5-GHz-Band ausgestattet. Die robusten Geräte im Magnesium-Druckguss-Gehäuse sind für Temperaturbereiche von -20 bis +70 °C ausgelegt. Jedes Funkmodul verfügt über drei Antennenanschlüsse (3×3 MIMO). Die IWL3000 sind für die WLAN-Standards 802.11n,a/h,b/g sowie für alle auf Ethernet basierenden Protokolle inklusive Real-Time-Ethernet nutzbar. Die WLAN-Module können je nach Bedarf in den Access Point- oder Client-Modus umgeschaltet werden und sichern eine stabile Funkabdeckung in Industriehallen wie im Außenbereich.

Besonderes Augenmerk musste auf die Auswahl der Antennen gelegt werden, da sehr viel organisches und damit stark abschirmendes Material auf den Flächen zu Rübenbergen aufgetürmt ist. Aus dem umfangreichen Antennenportfolio wurden geeignete Stabantennen ausgewählt, die den kompletten Bereich (ca. 19.000 m2 Lagerfläche) ausleuchten. Jede Funkanwendung steht und fällt mit der Auswahl geeigneter Antennen und Antennenkabel. Kabellose Kommunikationslösungen lassen sich durch Planung und die Wahl der idealen Antennen und Antennenkabel zuverlässig gestalten.

Visualisierung der Daten

Die aktuelle Produktionsauslastung wird mit Hilfe einer DataStation, einem Datensammlungs- und -managementgerät, über analoge Eingänge (4 – 20 mA) erfasst und auf dem integrierten Webserver visualisiert. Dabei setzt das Unternehmen auf analoge Signale, wobei natürlich auch eine Profibus-Anbindung denkbar wäre. Die Vorteile der Datenerfassung wird anhand des Prozesses deutlich: Der Mitarbeiter, der im Silo steht und die Rüben mit Hilfe eines Wasserstrahls weiterbefördert, bekommt ein Tablet-PC für industrielle Outdoor-Anwendungen in die Hand, auf dem mittels eines handelsüblichen Webbrowsers der Webserver der DataStation angezeigt wird. Somit hat der Mitarbeiter immer alle Informationen über den Produktionsprozess und kann genau die benötigte Menge an Rüben in die Produktion befördern.

Neben dem Füllstand des Rübenbunkers werden weitere produktionsspezifische Daten auf dem Tablet-PC angezeigt – zum Beispiel die aktuell geförderte Menge des Transportbandes und der benötigte Strom. Durch die Flexibilität und Offenheit des Systems ist es möglich, in der Zukunft weitere Kennzahlen anzuzeigen. Ein weiterer Vorteil der Lösung besteht darin, dass die Software bei Bedarf umprogrammiert und somit gegebenenfalls auf Veränderungen im Produktionsablauf reagiert werden kann.

Data Station Plus

Die Data Station Plus ermöglicht es, gleich mehrere Automatisierungskomponenten einzusparen. Das Tool nutzt über 300 Kommunikationstreiber über drei unabhängige serielle Schnittstellen und einen Ethernet-Anschluss. So lassen sich Daten von praktisch jeder SPS, von jedem Antrieb oder jedem Barcode-Scanner sammeln und miteinander verbinden. Der integrierte Web-Server ermöglicht zudem eine Überwachung der Produktion, auch wenn man nicht vor Ort ist. Neben einer E-Mail und SMS-Alarmfunktion bietet der Web-Server Zugriff auf alle relevanten Informationen via PC oder Smartphone. Wenn aktiviert, lässt sich auf diese Weise auch eine Fernwartung vornehmen. Möglich ist auch das benutzerdefinierte Datenlogging diverser Daten sowie die Speicherung als CSV auf Compact-Flash-Karte, der Mail-Versand sowie der Web- oder FTP-Upload. Geloggte Daten können direkt mit SQL-Datenbanken synchronisiert werden. So ist z. B. eine einfache Integration mit dem Warenwirtschaftssystem möglich.