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15.02.2018

Temperatur und Druck direkt von der Walze

Inline-Messung an Ein- und Auslauf plus Anzeige in Echtzeit

Das Prinzip hatte Walzenhersteller Derichs schon während der K 2016 präsentiert: Die Temperatur inline direkt an der Walze messen und per Funksignal in der Umgebung sofort verfügbar machen. Im März 2017 erhielt das Krefelder Unternehmen für das in Zusammenarbeit mit der ZHAW Winterthur (Schweiz) entwickelte, drahtlose Messsystem auf der International Converting Exhibition in München einen Preis.

  • Serien-Variante des ED 1 (© Derichs)

    Serien-Variante des ED 1 (© Derichs)

  • Temperaturmessung an der Walze im Ein- und Auslauf: Ergebnisse aus einer Logdatei (© Derichs)

    Temperaturmessung an der Walze im Ein- und Auslauf: Ergebnisse aus einer Logdatei (© Derichs)

  • Prototyp an einer Test-Walze (© Derichs)

    Prototyp an einer Test-Walze (© Derichs)

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„Zu diesem Zeitpunkt hatten wir den Prototyp fertiggestellt, und bei ersten, ausgewählten Kunden bereits im Testeinsatz“, so Maria Barthels, eine der Geschäftsführerinnen der Derichs GmbH in Krefeld, deren Kerngeschäft Präzisionswalzen sind. Im Sommer 2017 waren die ersten Tests abgeschlossen und die Testkunden nach Angaben des Herstellers von dem Gerät so begeistert, dass sie für weitere Walzen bereits die Serienvariante orderten oder weitere Prototypen, um die Messgeräte früher einsetzen zu können.

Messprinzip: Messung direkt im Ein- und Auslauf

Das ED1 misst und speichert Temperaturdaten in Echtzeit in wählbaren Zeitintervallen und übermittelt diese Daten dann per Funk an Empfänger in der Umgebung zur Kontrolle, Auswertung und Archivierung. Dazu erfasst der Sensor die Temperatur direkt im Inneren der Walze im Ein- und Auslauf und stellt die gemessenen Daten einander gegenüber.

Somit lässt sich rasch erkennen, ob die Walze das gewünschte Temperaturprofil hält. Abweichungen gegenüber dem am Heiz- und Kühlaggregat eingestellten Temperaturintervall fallen sofort auf, und Schwankungen lassen sich in der Datenaufzeichnung erkennen.

Für solche Schwankungen kann es unterschiedliche Ursachen geben: Umgebungsparameter, aber auch z.B. Pumpenschwankungen. Die ED1-Messdaten erlauben aufgrund ihrer Genauigkeit eine wesentlich detailliertere Kontrolle der Prozesstemperatur als Messungen außerhalb der Walze, sodass der Operator noch direkter auf den Prozess einwirken kann.

Erste Erfahrungen: Batterielebensdauer und Funkreichweite

„Durch die Datenübertragung in Echtzeit sind wir mit der Überwachung noch näher am Prozess“, bestätigt Karl Mauser, Department Manager Coex Line der Infiana Germany GmbH & Co.KG, Forchheim. Beim Auftreten von Problemen könne man auf Daten zurückgreifen, die wichtige Informationen zum aktuellen Zustand der Kühlung oder der Walzen liefern, sodass sich eine Verbesserung der Produktionsqualität erreichen ließ.

Die Tests bestätigten die Erwartungen, dass die im Messsystem enthaltene Lithium-Ionen-Batterie je nach Temperatureinsatzbereich bis zu zwei Jahre hält. Eine Frage im Vorfeld war, wie gut das Bluetooth-Signal in der metallischen Umgebung einer Maschinenhalle zu empfangen sein würde. Die Tests ergaben hier eine über der Erwartung liegende Reichweite von bis zu 30 m. "Die metallische Umgebung kann das Funksignal effizient reflektieren und dadurch verstärken", so die Erklärung von Prof. Roland Kueng, Projektleiter an der ZHAW Winterthur.

Verbesserung im Serienmodell

Zur Überarbeitung des Messsystems auf Basis der Versuche mit den Prototypen gehörte die Anpassung der Gehäuseform an die Einbausituation an den Walzen. Das ED1 kann nun auch mit Schutzklasse IP68 ausgestattet werden.

Was die Bedienerfreundlichkeit betrifft, so zeigt nun ein optisches Signal sofort den aktuellen Modus an, in dem sich das Messgerät befindet. Es besteht die Möglichkeit einen Grenzwert bzw. einen Temperaturbereich festzulegen, dessen Unter- oder Überschreiten, das Modul ebenfalls optisch anzeigt.

Eine App kann zu jedem Sensor zusätzliche Daten wie z.B. Walzenabmaße, Anlagennummer und Walzen-Identifikationsnummer oder Wartungsdaten individuell speichern. Es ist sogar möglich, die Daten via Bluetooth-Gateway direkt in eine SPS einzuspeisen.

Ab März sollen alle Zertifizierungstests abgeschlossen sein und alle wichtigen Lizenzen zur Verfügung stehen, sodass das ED1 mit CE-Siegel und Bluetooth-Zertifikat in Serie gehen kann.

ED2 mit Drucksensor geplant

Als weiteres Messsystem plant Derichs nach Angaben der Geschäftsführerin Stephanie Holzmann das ED2, das einen Drucksensor enthalten wird. Er lasse sich über das gleiche Modul und die gleiche App auslesen und kontrollieren.

Derichs wird die ED1-Serienvariante in diesem Jahr unter anderem bei der Duisburger Extrusionstagung (14./15. März 2018) sowie der 1. Kuteno (Messe Kunststofftechnik Nord) in Rheda Wiedenbrück (5.–7. Juni 2018) vorstellen. (kk)

Weiterführende Information
  • Erschienen in Kunststoffe 11/2016

    Messtools für Industrie 4.0

    Temperatur-, Druck- und Durchfluss-Daten von der Walze

    Zur K2016 präsentiert Derichs eine Reihe von elektronischen Werkzeugen zur Temperatur-, Druck- und Durchflusskontrolle. Die Daten lassen sich drahtlos übertragen, so dass eine App die Werte überwachen und bei Bedarf Alarme auslösen kann.   mehr

    DERICHS GmbH

Unternehmensinformation

DERICHS GmbH

An der Hufschmiede 17
DE 47807 Krefeld
Tel.: 02151 30695-0
Fax: 02151 30695-29

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