Automation Story

Modernisierung einer Tonmühle

Industrie 4.0 Retrofit im Ton- und Schamottewerk

150 Jahre Erfahrung in Ton

Auftraggeber:

Die Kährlicher Ton- und Schamottewerke (KTS) sind ein, in der fünften Generation geführtes, Familienunternehmen, das auf eine Tradition von über 150 Jahren zurückblicken kann. KTS ist auf den Abbau tertiärer Tone und feinkörnigern Betoniten spezialisiert. Neben den reinen Rohstoffen bilden diese die Basis für die Herstellung von Schamotten und zahlreichen Mahl- und Mischprodukten. Das Tontrocknungs- und Mahlwerk bildet das Zentrum auf dem 120 ha großen Betriebsgelände. Das Kärlicher Lager hält mehr als 100 Millionen Tonnen feinkörniger, hochplastischer Spezialtone, Betoniten und Lösse für die weitere Verwendung bereit.

Kährlicher Ton- und Schamottprodukte.

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Aus der Grube in den Ofen

Anlagenbeschreibung:

Die Tonmühle ist das Kernstück der Kärlicher Tongrube. In ihr werden verschiedenste Materialien geschnitzelt, getrocknet und oder vermahlen.

Von einem Kastenbeschicker wird das Material durch einen Brecher und einen Schnitzler soweit zerkleinert das es in einem der beiden Trommelöfen getrocknet werden kann. Nachdem das Rohmaterial den benötigten Trocknungsgrad erreicht hat, wird es in der Tonmühle auf die gewünschte Größe gemahlen und anschließend in die Silos geblasen.

Industrie 4.0 Retrofit für die Tonmühle

Projekt Aufgabenstellung:

Ziel des Projektes war es, die in die Jahre gekommene Anlagensteuerung durch eine auf dem aktuellen Stand der Technik basierende Steuerung zu ersetzen. Die Produktionsanlage selbst wurde bereits im Zuge vorhergehender Modernisierungen dem aktuellen Stand angepaßt.

Zur Steigerung der Anlagenproduktivität sollte ein Prozessleitsystem entwickelt werden, das zum einen eine leichte Bedienung ermöglicht und zum anderen die Verwaltung der Silos und der Rohstoffanlieferung übernimmt und alle Prozessdaten protokolliert.

Durch Einsparungen bei den Energiekosten und durch den höheren Automatisierungsgrad der Anlage sollten die Produktionskosten gesenkt werden. Ebenfalls sollte durch die Implementierung der neuen Steuerung die Qualitätsicherung der Produkte gewährleistet werden.

Anlagensteuerung und Produktionsdatenerfassung

Lösung:

Die Anlagensteuerung und Visualisierung wurde mit VBASE HMI/SCADA realisiert. Für die Bedienung der Produktionsanlage wurde die Leitwarte mit einem Industriecomputer und mit zwei Bildschirmen ausgestattet. Auf Grund der Dual-Screen-Lösung wurde die Visualisierung auf zwei Bildschirme ausgelegt und zeigt auf dem ersten Bildschirm immer die gesamte Anlagenübersicht, während der zweite Bildschirm die Bedienebene bereitstellt.

Das von VBASE bereitgestellte HTML-Interface ermöglicht zusätzlich eine Fernüberwachung der kompletten Anlage über das firmeninterne Netzwerk oder über das Internet.

Bei Produktionsstart wählt der Bediener ein Produkt aus der Produktliste aus und gibt die Auftragsnummer ein. Nach der Eingabe werden die Grundparameter zu dem ausgewählten Produkt automatisch geladen. Im Anschluss hat der Anlagenbediener nun noch die Möglichkeit einzelne Werte aus den Grundparametern der aktuellen Produktion zu verändern. Danach werden die Parameter an die Anlage geschickt und die Produktion wird gestartet.

Für eine genaue Kostenermittlung werden alle Verbrauchsdaten der Anlage protokolliert. Während des Produktionsvorgangs werden vom Anlagenbediener fortlaufend Feuchtigkeitsproben des Materials entnommen. Diese werden von VBASE automatisch dem Produkt zugeordnet und für die Qualitätskontrolle und die spätere Auswertung der Produktion im Protokoll gespeichert. Dem Protokoll wird desweiteren auch der Rohstoffeingang hinzugefügt und zwischen Fremdmaterial und eigenem Grubenmaterial unterschieden.

Nach Abschluss der Produktion wird ein Gesamtprotokoll der aktuellen Produktion erstellt, welches alle produktionsrelevanten Verbrauchsdaten enthält. Neben den einzelnen Betriebsstunden und Verbrauchszählern werden auch die Mitarbeiterstunden angezeigt.

Fazit

Mit Hilfe der automatischen Siloverwaltung ist es nun möglich jederzeit den aktuellen Lagerstand zu überprüfen, und dank der stetigen und exakten Protokollierung Materialvermischungen nach zu verfolgen. Durch die Aufzeichnung verschiedenster Daten für die Kostenerfassung und die Qualitätssicherung wird eine konstante Qualität der Produkte erzielt und eine möglichst genaue Kalkulation der Produktionskosten ermöglicht.
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