Prozessinstrumentierung und -analytik
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Prozessinstrumentierung und -analytik
Prozessinstrumentierung und -analytik Optimale Produktivität vom Gemengehaus bis zum kalten Ende Glas Answers for industry. Inhaltsverzeichnis Einführung 03 Vom Gemengehaus bis zum kalten Ende ■ Prozessübersicht Flach- und Behälterglas 04 ■ Rohstoffaufbereitung 06 ■ Schmelzen, Formen, Abkühlen 10 ■ Tracking & Tracing am kalten Ende 14 Energiemanagement ■ Ressourcenverbrauch optimieren 16 ■ Wärmerückgewinnung 18 Produktübersicht 20 Nahtlose Anlagenintegration ■ Plant-wide Integrated Solutions 24 ■ Totally Integrated Automation 26 Service und Support 2 27 Siemens Lösungen für die Herausforderungen der Glasindustrie Innovation und steigende Produktivität, Energieeinsparung, höhere Anlageneffizienz, Ausschussminimierung sowie Steigerung der Glasqualität, Erschließung neuer Märkte und Entwicklung neuer Glasprodukte – diese sind nur einige der Herausforderungen die die Glashersteller heute bewältigen müssen. Hohe Energie- und Rohstoffpreise sowie der harte Wettbewerb erfordern von Glasherstellern höchste Effizienz im Produktionsprozess. Siemens bietet ein integriertes und perfekt abgestimmtes Portfolio für die Glasproduktion, um die Herausforderungen für Glashersteller, OEMs und Systemintegratoren zu meistern. Siemens deckt den gesamten Bereich der Anforderungen an die Prozessinstrumentierung und -analytik ab und unterstützt Unternehmen bei ihren Aufgaben: • Hohe Anlagenverfügbarkeit sicherstellen • Produktivität maximieren, Qualität sicherstellen, Ausschuss minimieren • Optimieren des Energie- und Ressourcenverbrauchs, auf sich verändernde Marktanforderungen schnell reagieren Der Schlüssel zur Optimierung des gesamten Produktionsprozesses – von der Glasqualität bis hin zur Energieeffizienz – liegt in anlagenweiten Automatisierungslösungen. Die Siemensprodukte der Prozessinstrumentierung und -analytik können nahtlos in das Prozessleitsystem SIMATIC PCS 7 integriert werden und ermöglichen einen stabilen Produktionsprozess und damit höchste Anlageneffizienz und Transparenz bis zum Sensor. Mit unserer globalen Präsenz und unserem umfassenden Produktangebot, von der Leitebene bis hin zum einzelnen Messgerät, sind wir Ihr Partner für anlagenweit integrierte Automatisierungslösungen. Welche Vorteile die Siemens Prozessinstrumentierung und -analytik in der gesamten Glasproduktion bietet, zeigen wir Ihnen in dieser Broschüre. • Emissionen reduzieren, um so lokale Umweltvorschriften kostengünstig einzuhalten • Durchgängige Automatisierung der Produktionsanlage von der Gemengeerstellung bis zum kalten Ende und damit erhebliche Kostensenkung über den gesamten Lebenszyklus des Glaswerkes hinweg. 3 Vom Gemengehaus bis zum kalten Ende Glasherstellungsprozess Siemens bietet Produkte der Prozessinstrumentierung und -analytik sowie Wägetechnik und Geräte zur Identifikation für vielfältige Applikationen in der Flachglas- und Behälterglasherstellung. Behälterglas GEMENGEAUFBEREITUNG Rohstofflager Rohstoffanlieferung Bruchglasanlieferung Bruchglas Rohstoffsilos Brecher Wasser Scherbenbehälter Rückförderung von Glasscherben aus dem Prozess Mischen SCHMELZEN / FORMEN / KÜHLEN zur Wärmerückgewinnung Schornstein LAGER Tagessilo Glaswanne Formgebung Kühlofen Qualitätskontrolle Handling Glasschmelze Lager Luft/Sauerstoff Brennstoffzufuhr Erdgas/Öl/LPG Füllstand 4 Kühlwasser Druck WasserDruckluft aufbereitung Temperatur Stellungsregler Durchfluss Wägetechnik Prozessübersicht Flach- und Behälterglas Flachglas GEMENGEAUFBEREITUNG Rohstofflager Rohstoffanlieferung Bruchglas Rohstoffsilos Glasbrecher Wasser Scherbenbehälter Rückförderung von Glasscherben aus dem Prozess Mischen LAGER SCHMELZEN / FORMEN / KÜHLEN zur Wärmerückgewinnung Vorlage Einleger N2/H2 Schornstein Zinnbad Kühlofen Qualitätskontrolle Schneidbrücke Stapler Glaswanne Molten glass Glasschmelze Zinn Lager Druckluft Luft/ Sauerstoff KühlBrennstoffversorgung Erdgas/Öl/LPG wasser Identifikation Wasseraufbereitung Prozessüberwachung Gaschromatografie In-situGasanalyse Kontinuierliche Gasanalyse 5 Vom Gemengehaus bis zum kalten Ende Rohstoffaufbereitung Verwiegen, Dosieren, Messen, Mischen, die richtige Aufbereitung des Glasgemenges spielt eine entscheidende Rolle für die Anlageneffizienz. Die Qualität des Endproduktes beruht auf einer präzisen Rezeptur und einem darauf abgestimmten Chargenmanagement, von der Rohstoffanlieferung über das Mischen bis zum Beschicken des Ofens. Verschütten und andere Verluste sind zu vermeiden, um die Rohstoffkosten niedrig zu halten. Verschwendung von Rohstoffen oder Fehler bei der Mischung treiben die bereits hohen Rohstoff- und Energiekosten weiter in die Höhe. Siemens bietet das passende Produktportfolio aus Wägetechnik und Instrumentierung zur Herstellung des Glasgemenges und zur Prozessoptimierung im Gemengehaus. Wägetechnik Rohstoffanlieferung und Bestandsmanagement Die angelieferte Rohmaterialien werden meist über eine mit Wägezellen ausgerüstete LKW-Waage erfasst. Eine direkte Integration in ein PCS 7 Leitsystem wird durch das SIMATIC Modul SIWAREX FTA ermöglicht, welches zudem eine hohe Genauigkeit sowie Eichfähigkeit bietet. Behälterverwiegung für präzise Gemengeherstellung Das exakte Verwiegen, Dosieren und Mischen von Rohstoffen im Gemengehaus ist entscheidend für die Produktqualität. Die Kenntnis des genauen Behälterinhalts stellt die Produktverfügbarkeit für die Verarbeitung sicher. SIWAREX WL Druckkraftwägezellen von Siemens bieten hohe Auflösung und hohe Genauigkeit auch für höchste Belastungen. Überwachung und Steuerung der Fördermenge Siemens bietet eine Vielzahl von Bandwaagen zum Verwiegen von Rohstoff- und Bruchglas-Strömen auf Förderbändern an. Milltronics Bandwaagen garantieren hochgenauen Materialfluss und kombinieren hohe Genauigkeit, geringen Wartungsbedarf und einen kompakten Wiegerahmen ohne bewegliche Teile. Die Kalibrierung kann auf einfache Weise mittels Prüfgewichten erfolgen. 6 Neben den Förderbandwaagen sind auch SITRANS WW Dosierbandwaagen mit verschiedenen Bandbreiten verfügbar, die den Materialstrom nicht nur messen, sondern auch steuern. Diese intelligenten Systeme messen kontinuierlich die Last auf dem Förderband sowie die Bandgeschwindigkeit und errechnen hieraus die Zuführrate. Sie vergleichen die tatsächlich gemessene Menge mit dem Sollwert und passen die Bandgeschwindigkeit entsprechend an. Für Anwendungen, die eine kontinuierliche Messung des Durchsatzes von trockenen Schüttgütern und Pulvern erfordern, bietet Siemens die wartungsfreundlichen SITRANS WF Schüttstrommesser an. Nahtlose Integration in die Steuerung Unsere SPS-basierten SIWAREX Wägeelektronik-Module bieten verschiedene Wägeprozessoren für Behälter, Silos, Gemengedosierung, Differenzialdosierung, Absacken, Bandwaagen und Schüttgutmesser; dies erleichtert die Integration in die SIMATIC Steuerung. Alternativ stehen Stand-alone-Lösungen mit den Produkten SIWAREX WP231, Milltronics BW500, BW500L und SF500 zur Verfügung. Rohstoffaufbereitung Auf einen Blick – Wägetechnik im Gemengehaus •Wägezellen für präzise Bunkerverwiegung – SIWAREX WL •Bandwaagen zur Überwachung des Materialstroms auf Förderbändern – Milltronics MSI, MUS, MCS •Schüttstrommesser zur Messung trockener Schüttgüter – SITRANS WF300 •SPS-basierte Wägemodule und Stand-aloneWägeelektroniken zur Erfassung der Rohstoffmengen – SIWAREX FTA, SIWAREX FTC, SIWAREX WP231, Milltronics BW500, Milltronics BW500L, Milltronics SF500 7 Vom Gemengehaus bis zum kalten Ende Füllstandmessung Präzises Bestandsmanagement im Gemengehaus Siemens bietet ein umfassendes Produktportfolio für kontinuierliche Füllstandmessung und Grenzstanderfassung. Unsere intelligenten Füllstandmessgeräte liefern Ihnen die Genauigkeit und Zuverlässigkeit die Sie benötigen, sogar unter rauen Prozessbedingungen wie bei der Glasherstellung üblich, z.B. bei Staub, hohen Temperaturen und Materialien mit hohen abrasiven Eigenschaften. Exakte Bunker- und Silo-Füllstandmessungen Eine kontinuierliche und zuverlässige Füllstandmessung von Material in Bunkern und Silos ist wichtig für einen 24-Stunden-Produktionsbetrieb. Das Füllstandmessgerät für Schüttgüter SITRANS LR560 ermöglicht eine einfache und schnelle Inbetriebnahme und liefert selbst bei Anwendungen mit extremer Staubentwicklung oder hohen Temperaturen hervorragende Messergebnisse. Er arbeitet mit einer Frequenz von 78 GHz und eignet sich hierdurch hervorragend für Schüttgüter mit schwierigen Reflexionseigenschaften, wie z.B. Sand. Die innenliegende Linsenantenne des SITRANS LR560 schafft eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Ablagerungen. Der integrierte Luftspülanschluss ermöglicht eine Selbstreinigung bei stark anhaftenden Materialien. Auf einen Blick – Füllstandmessung im Gemengehaus •Radar-Füllstandmessgerät für Rohstoffe in Bunkern und Silos – SITRANS LR560 •Ultraschall-Füllstandmessung in Lagerstätten und für Feststoffe mit kleinem Messbereich – SITRANS LUT400 •Grenzstandschalter für den Überfüllschutz – Pointek CLS und Pointek ULS 8 Das SITRANS LU Ultraschallmesssystem ist eine kostengünstige Lösung für einfache Füllstandmessungen in der Glasindustrie. SITRANS LUT400 in Verbindung mit Siemens Echomax Sensoren sind eine ideale Lösung für präzise Füllstandmessungen von Feststoffen in Lagerstätten von kleinen bis zu großen Messbereichen. Diese Sensoren besitzen selbstreinigende Membranen und sind durch ihre robuste Bauart auch bei rauen Umgebungen einsetzbar. Überfüllungsschutz Siemens bietet ein Reihe von Grenzstandschalter mit unterschiedlichen Messverfahren wie Ultraschall, Rotation, Vibration, sowie kapazitive Inverse Frequency Shift-Technologie an. Die innovativen Eigenschaften der Pointek CLS eignen sich insbesondere für die spezifischen Anforderungen in der Glasherstellung, wie z. B. hohe Empfindlichkeit und Beständigkeit gegen Produktablagerungen. Bei abrasivem Verschleiß, z. B. im Bruchglasbunker, ist der berührungslos arbeitende Füllstandschalter Pointek ULS die geeignete Lösung. Rohstoffaufbereitung 9 Vom Gemengehaus bis zum kalten Ende Schmelzen, Formen, Abkühlen Prozessanalyse und -führung spielen eine zentrale Rolle für die Effizienz der Glasherstellung im Ofen ebenso wie beim Formen und Abkühlen. Parameter wie Temperatur, Druck und Gaszusammensetzung sind nicht nur entscheidend für die Verbesserung der Glasqualität, sondern auch zum Schutz und zur Erhaltung der Produktionseinrichtungen, z. B. des Schmelzofens, und zur Minimierung von Energieverbrauch und Emissionen. Eine sorgfältige Überwachung und Kontrolle des Temperaturprofils ist in der Kühlstufe äußerst wichtig. Prozessinstrumentierung und -analytik von Siemens hilft den Unternehmen, die Erwärmungs- und Abkühlbedingungen zu optimieren. Unsere Mess- und Analysengeräte liefern zuverlässige, genaue Informationen und weisen eine hohe Beständigkeit gegenüber der intensiven Hitze der Ofenumgebung auf. Darüber hinaus bieten wir Ausrüstungen für die verschiedensten Anforderungen im Formprozess, z. B. für die Gasüberwachung der Atmosphäre im Zinnbad. Gasanalyse Brenngasüberwachung Kontinuierliche In-situ-Gasanalyse Etwa 75 % der Energie wird in der Glasherstellung für den Schmelzprozess aufgewandt, zum Heizen des Ofens wird üblicherweise Erdgas verwendet. Die Qualität des Brenngases beeinflusst die Effizienz der Brenner. Die Gaslieferanten garantieren zwar die Gasqualität innerhalb festgelegter Grenzen, aber auch Schwankungen innerhalb dieser Grenzen können den Wirkungsgrad der Verbrennung beeinflussen. Durch Online-Überwachung der Gasqualität kann die Prozessleittechnik die Brenner entsprechend nachregeln. LDS 6 und SITRANS SL basieren auf Diodenlaser-Technologie, was schnelle Messungen direkt am Prozess ermöglicht. Es ist keine Entnahme oder Aufbereitung von Proben erforderlich. LDS 6 ist ein bewährtes In-situ-Analysengerät, das beständig gegen hohe Temperaturen ist und unter rauen Bedingungen eingesetzt werden kann. Eine typische Anwendung ist die Überwachung von HF und/oder HCl-Emissionen in Abgasen. SITRANS SL ist ein kompakter, im Design einem Messumformer ähnlicher Gasanalysator für schnelle In-situ-Messungen der O2oder CO-Konzentration in Prozessgasen. Prozessgaschromatografie Durch Überwachung der Gasqualität mit SITRANS CV zur chromatografischen Brennwertbestimmung kann der Verbrennungsprozess in der Prozessleittechnik optimal eingestellt werden. Dies stellt sicher, dass exakt die richtige Menge Erdgas zugeführt wird, was den Brennstoffverbrauch erheblich verringert. Ebenso wird eine stabilere Verbrennungstemperatur erreicht, was die Lebensdauer des Ofens verlängert und die Glasqualität deutlich verbessert. Zusätzlich können die Rauchgasemissionen von gasbefeuerten Öfen erheblich verringert werden. SITRANS CV bestimmt rasch und präzise alle notwendigen Informationen zur Qualität des Erdgases, z. B. den Brennwert oder die Gaszusammensetzung. Durch seine robuste und Ex-geschützte Ausführung kann das Analysengerät ohne Schutzraum nahe an der Probeentnahmestelle installiert werden. 10 Online-Überwachung der Schutzatmosphäre Ein wichtiger Aspekt bei der Flachglasproduktion ist die Vermeidung von Oxidation im Zinnbad. Sauerstoff kann durch Undichtigkeiten eindringen oder aus der Glasplatte diffundieren und verschiedene Defekte auf der Glasoberfläche verursachen. Hierbei können winzige Sauerstoffmengen zur Bildung von Zinnoxid führen, was wiederum mit der Glasschmelze reagiert. Eine Stickstoff-/WasserstoffSchutzatmosphäre verhindert die Oxidation, muss aber sorgfältig überwacht werden. OXYMAT64 basiert auf ZrO2-Technologie und erlaubt die Messung kleinster Sauerstoffkonzentrationen in Reingasanwendungen, z. B. in Stickstoff-Spülgas für das Zinnbad. Der Analysator ermöglicht rechtzeitige Korrekturmaßnahmen, um durch Sauerstoff bedingte Schäden auf der Glasoberfläche zu vermeiden und erspart das zeitaufwendige zusätzliche Spülen der Badatmosphäre mit Wasserstoff. CALOMAT6 nutzt das WLD-Verfahren (Wärmeleitfähigkeitsdetektion) zur Messung der Wasserstoffkonzentration und bietet damit die Möglichkeit zur Optimierung der Stickstoff-/Wasserstoff-Schutzatmosphäre. Schmelzen, Formen, Abkühlen Emissionsüberwachung Die Meldung der Emissionswerte ist in vielen Regionen eine wichtige gesetzliche Anforderung für Glashersteller. Der ULTRAMAT 23 ist ein kostengünstiger Mehrkomponenten-Analysator für die Messung von bis zu drei IR-aktiven Gasen (NDIR-Messprinzip) wie CO, NOx und SO2 und bietet zusätzlich eine elektrochemische oder paramagnetische Sauerstoff-Messzelle. Der Analysator eignet sich für zahlreiche Standardanwendungen einschließlich der kontinuierlichen Emissionskontrolle, z. B. von Rauchgas aus dem Ofenbereich. Die Kalibrierfunktion unter Verwendung von Raumluft macht kostspielige Kalibriergase überflüssig. Mit SET CEM bietet Siemens eine komplette Überwachungslösung basierend auf dem ULTRAMAT 23/LDS, welche die Unternehmen dabei unterstützt, ihre Verpflichtungen aus Umweltschutzvereinbarungen und nationalen Vorschriften zur Luftreinhaltung einzuhalten. Auf einen Blick – Prozessanalytik zur Überwachung von Ofen, Zinnbad und Emissionen •Gasanalyse zur Messung von CO, CO2, O2, H2 für die Prozessoptimierung – ULTRAMAT 23, OXYMAT 6 und LDS6, SITRANS SL •Gaschromatografie zur Optimierung des Gasverbrauchs und zur Verlängerung der Ofenlebensdauer – SITRANS CV •Emissionsüberwachung zur Einhaltung der Umweltschutzvorschriften – Systemlösung SET CEM 11 Vom Gemengehaus bis zum kalten Ende Druck- und Temperaturmessung Drucküberwachung in der Glaswanne Die Regelung des Ofendrucks kann sich erheblich auf den Energieverbrauch und den Verschleiß der Feuerfestauskleidung auswirken. Energieeffizienz und Umweltemissionen werden durch die Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses beeinflusst. Die Produktfamilie der SiemensDruckmessumformer SITRANS P ist eine ideale Lösung für verschiedene Applikationen in der Glasproduktion. Die SITRANS P DSIII Serie sind hochgenaue und bedienerfreundliche Druckmessumformer zur Messung von Relativdruck, Absolutdruck, Differenzdruck, Durchfluss und Füllstand. Bereits das Standardgerät bietet umfangreiche Kommunikations-, Diagnose- und Simulationsfunktionen bei hoher Zuverlässigkeit. Der SITRANS P500 gewährleistet höchste Genauigkeit, umfassende Diagnosefunktionen und Langzeitstabilität und setzt neue Maßstäbe im Druckmanagement. Mit einer Messgenauigkeit von 0,03 % und einer Gesamtgenauigkeit von 0,09 % liefert der SITRANS P500 Messergebnisse, die höchsten Ansprüchen genügen. Die Langzeitstabilität von 0,05 % / 5 Jahre und 0,08 % / 10 Jahre gewährleistet langfristige Zuverlässigkeit und senkt die Wartungskosten. Temperaturmessung in der Glaswanne Was auch immer Ihre Anforderungen an einen Temperaturmessumformer sind: Die Temperaturmessgeräte SITRANS T bieten eine Lösung für nahezu jede Anforderung an einen Temperaturmessumformer. Der SITRANS TH300 mit HART-Protokoll eignet sich ideal für alle Anwendungen am Ofen und unterstützt alle gebräuchlichen Thermoelemente, Widerstandsthermometer und Millivoltgeber. Die Konfiguration kann schnell und einfach mit SIMATIC PDM oder einem Handbediengerät erfolgen. Überwachung im Zinnbad und im Kühlofen Druck- und Temperaturmessungen mit Siemens Produkten sind nicht nur auf die Wanne beschränkt. Im Kühlofen liefert die Siemens Instrumentierungstechnik den Glasherstellern die nötigen Informationen zur Regelung der Erhitzung und Abkühlung gemäß einem präzisen Temperaturprofil, um Spannungen im Inneren des Materials zu verhindern. Voraussetzung hierfür ist eine exakte, zuverlässige Temperaturmessung. Die Temperaturmessumformer SITRANS TW sind für Tragschienenmontage ausgelegt und ideal für die Installation in der Warte von Glaswerken, wo sehr hohe Raumtemperaturen herrschen können. Diese Geräte eignen sich für alle gebräuchlichen Arten von Temperaturfühlern und für Strom-, Spannungs- und Widerstandsgeber. Die galvanische Trennung aller Messkreise ist gewährleistet. Siemens bietet zudem geeignete Thermoelemente und Temperaturfühler an. 12 Schmelzen, Formen, Abkühlen Auf einen Blick – Prozessüberwachung für Glaswanne, Zinnbad, Kühlofen •Druckmessung in der Glaswanne, für Wasser und Gas – SITRANS P DS III, SITRANS P500, Wireless HART SITRANS P280 Druckmessumformer •Temperaturmessung zur Regelung von Erhitzung und Abkühlung und für Wasser- und Gastemperaturen – SITRANS TF, SITRANS TW, SITRANS TH300, Thermoelement, Wireless HART SITRANS T280 •Durchflussmessung von Verbrennungsluft, Gas, Brennstoff, Kühlwasser und Druckluft – SITRANS P DS III Differenzdruckmessumformer •Durchflussmessung von Brennstoff, Kühlwasser – magnetisch-induktive Durchflussmesser SITRANS FM, Coriolis-Durchflussmesser SITRANS FC •Stellungsregler SIPART PS2 zum Regeln von Ventilen aller Art 13 Vom Gemengehaus bis zum kalten Ende Tracking & Tracing am kalten Ende Siemens bietet eine Reihe von Produkten für die Ablauf- und Rückverfolgung (Tracking & Tracing) aller einzelnen Bearbeitungsschritte am „kalten Ende“ an. Hierzu zählen Codelesesysteme mit optischer Zeichenerkennung (OCR), die für die Qualitätskontrolle besonders gute Dienste leisten, da sie über Siemens SIMATIC SPS vollständig in das überlagerte Manufacturing Execution System (MES) eingebunden werden können. Optische Zeichenerkennung für Nachverfolgung und Qualitätskontrolle SIMATIC Ident von Siemens ist ein umfassendes Produktportfolio für die industrielle Identifikation. Es umfasst RFID-Systeme ebenso wie optische Codelesesysteme. Die ortsfesten 1D/2D-Codelesesysteme SIMATIC MV420 und SIMATIC MV440 zeichnen sich durch hohe Geschwindigkeit und hohe Lesezuverlässigkeit aus – selbst unter ungünstigen Umgebungsbedingungen im industriellen Einsatz. Sie lesen einen deutlich sichtbaren, kontrastreichen Code ebenso wie einen schwer lesbaren DPM-Code (Direct Part Marking). Renommierte Glashersteller setzen das ortsfeste 1D/2DCodelesesystem SIMATIC MV440 in der Produktionslinie für ihre Dünnschicht-Solarmodule ein. 14 Dank der kurzen Belichtungszeiten und der enormen Lichtintensität können die Codelesesysteme die Lesevorgänge bei voller Arbeitsgeschwindigkeit der Produktionslinie durchführen. Diese Lösung unterstützt auch die präventive Instandhaltung der Laser. Die Integration des Lesegerätes in das Visualisierungssystem der Anlage kann durch Aufruf der kundenspezifischen Schnittstelle vom Webserver des Lesegerätes aus erfolgen. Außer einem HTML-Browser, z. B. Internet Explorer mit Java-Runtime-Umgebung, ist keine andere Software erforderlich. Tracking & Tracing am kalten Ende Auf einen Blick – Tracking & Tracing-Systeme am kalten Ende •Codelesesysteme für die Identifikation und Nachverfolgbarkeit des Endproduktes – SIMATIC MV420, MV440 15 Energiemanagement Ressourcenverbrauch optimieren Die Glasherstellung ist ein sehr energieaufwendiger Prozess. Das Kostenmanagement für Energie und andere Betriebsmittel ist entscheidend für die Wettbewerbsfähigkeit und die Sicherstellung der Gewinnmargen. Brennstoff, Elektrizität, Wasser, Druckluft, Wasserstoff und Stickstoff sind die wichtigsten Betriebsstoffe für die Glasproduktion und unterliegen daher einem hohen Kostendruck. Hinsichtlich hoher Energiekosten ist eine effektive Energieüberwachung ein Thema von höchster Priorität. Exakte und zuverlässige Informationen, eingebunden in ein leistungsfähiges Leitsystem, ermöglichen eine Optimierung des Verbrauchs von Gas, Strom und anderen Betriebsstoffen, wie z. B. Druckluft und Wasser. Durch präventive Instandhaltungsfunktionen werden hierdurch auch die Wartungskosten verringert. Für alle Applikationen der Nebenanlagen bietet Siemens die passende Instrumentierungslösung. Verschiedene Wasser-Applikationen Für die meisten Wasseranwendungen ist der magnetischinduktive Durchflussmesser SITRANS F M die beste Lösung. Eine umfassende Selbstdiagnose ermöglicht Fehlfunktionen zu erkennen und zu melden. In Erhitzungs- und Kühlanwendungen ist der Ultraschall-Durchflussmesser SITRANS F US die erste Wahl. Er liefert präzise Wärmeenergiemessungen und misst in allen Arten von Wasser einschließlich speziell aufbereitetem Wasser mit niedriger elektrischer Leitfähigkeit oder Magnetit. Erweiterte Pumpensteuerung Die Ultraschall-Füllstandmessgeräte der SITRANS LUT400 Serie tragen ebenfalls zu Energieeinsparungen bei der Wasseraufbereitung bei, dank fortschrittlicher Pumpensteuerungsroutinen, mit denen der Pumpbetrieb in Spitzenlastzeiten auf ein Minimum beschränkt werden kann. Optimierte Brennersteuerung In der Glasindustrie werden unterschiedliche Brennstoffe zum Schmelzen des Rohmaterials verwendet. Die steigenden Energiepreise führen dazu, dass ein immer größerer Teil der Gesamtproduktionskosten auf den Brennstoff entfällt. Daher spielt eine exakte Messung des Brennstoffdurchflusses eine wichtige Rolle um Energiekosten einsparen zu können. Der Coriolis-Durchflussmesser SITRANS FC430 bietet eine sehr hohe Genauigkeit von 0,1 %, sogar bei niedrigen Druckverlusten und ermöglicht eine zuverlässige Messung. Dies erlaubt eine optimierte Regelung der Schmelze und den Schutz der Produktionseinrichtungen. 16 Einfaches Nachrüstung mit Clamp-on-Technologie SITRANS F US ermöglicht das Nachrüsten von Durchflusssensoren im laufenden Betrieb mit der Clamp-on- oder HotTap-Technologie – eine oft sehr kosteneffiziente Lösung. Die Verwendung von externen Sensoren, die sich rasch und einfach an der Außenseite der Rohrleitung montieren lassen, ist ebenfalls eine perfekte Lösung für Anwendungen, in denen aggressive, toxische oder unter hohem Druck stehende Flüssigkeiten ein Auftrennen des Rohres nicht erlauben. Druckluftverbrauch minimieren Der Stellungsregler SIPART PS2 spart Energie und Wartungskosten durch seinen geringen Luftverbrauch und den damit verbundenen reduzierten Kompressorenbetrieb. Dieses intelligente Gerät liefert Diagnosedaten über sich selbst, seine Umgebung, das Ventil und den Stellantrieb. Diese Diagnosefähigkeit setzt Maßstäbe für Kosteneffizienz, verringert die Wartungsanforderungen im Werk, gewährleistet eine sichere Prozesskontrolle und bietet hohe funktionale Sicherheit. Auf einen Blick – Ressourcenverbrauch optimieren •Coriolis-Durchflussmessung von Gasen und Flüssigkeiten – SITRANS F C •Magnetisch-induktive Durchflussmessung von Wasser und Abwasser – SITRANS F M •Ultraschall-Durchflussmesser für Flüssigkeiten – SITRANS F US •Vortex-Durchflussmesser für Dampf, Gas (z. B. Druckluft) und Flüssigkeiten – SITRANS FX •Differenzdruck-Messumformer für die Durchflussmessung – SITRANS P •Ventil-Stellungsregler für reduzierten Druckluftverbrauch – SIPART PS2 Ressourcenverbrauch optimieren 17 Energiemanagement Wärmerückgewinnung Abwärme bietet viel Potenzial zur Steigerung der Anlageneffizienz. In der Glasherstellung fällt viel Abwärme mit Temperaturen zwischen 400 °C und 800 °C an. Dennoch bleibt oft das Energieerzeugungspotenzial dieser Wärme ungenutzt. Aus Abwärme gewonnene elektrische Energie kann bis zur Hälfte des Gesamtstrombedarfs eines Glaswerkes decken. In Zusammenarbeit mit renommierten Anlagenbauern kann Siemens innovative und wirtschaftliche Wärmerückgewinnungssysteme anbieten. Erfolgreiche Wärmerückgewinnung in der Glasherstellung Prozessinstrumentierung von Siemens hilft bei der Überwachung von Wärmerückgewinnungsanlagen, wie Kessel, Turbine, Kondensator und Kühlwasserkreislauf. Die Anlagenteile der Wärmerückgewinnung können problemlos in das SIMATIC PCS 7 Prozessleitsystem für die Glasproduktion integriert werden. Steuerung und Überwachung werden daher von der zentralen Warte aus durchgeführt, was eine einheitliche Automatisierung des gesamten Werks gewährleistet. Auf einen Blick – exakte Überwachung der Wärmerückgewinnungsanlage •Durchflussmessung am Kessel, am Kondensator und im Kühlkreislauf – SITRANS F M MAG 3100, SITRANS F M MAG 5100 W, SITRANS FX300, SITRANS FUE380 •Füllstandmessung an Sammelbehälter für Kondensat oder Abwasser, Kühlturm und Speisewassersystem – SITRANS Probe LU, SITRANS LR250, SITRANS LVL200 und SITRANS LG200 •Druckmessung an Kessel, Kondensator und Turbine – SITRANS P DS III •Temperaturmessung an Kessel, Kondensator und Turbine – SITRANS T 18 Wärmerückgewinnung 19 Erstklassige Produkte aus einer Hand Produktübersicht Vom Gemengehaus bis zum kalten Ende bietet Siemens das umfangreichste Produktportfolio für die Glasindustrie. Kontinuierliche Füllstandmessung Radar Berührungslose Messung für Schüttgüter Berührungslose Messung für Flüssigkeiten Geführte Mikrowelle SITRANS LR560 ist ein 78 GHz FMCW-Radar-Füllstandmessumformer in 2-Leiter-Technik und eignet sich zur Messung praktisch aller Schüttgüter für Messbereiche bis 100 m. Er bietet eine hervorragende Signalauswertung auch bei Schüttgütern mit schwierigen Reflexionseigenschaften, z. B. Sand. Die enge Strahlkeule von 4° erlaubt die Installation auf hohen Stutzen oder in schmalen Silos. Hohe Beständigkeit gegen Materialablagerungen; integrierte Selbstreinigungsfunktion. SITRANS LR250 ist ein 2-Leiter-, 25 GHz PulsradarFüllstandmessumformer für die kontinuierliche Überwachung von Flüssigkeiten und Schlämmen in Lager- und Prozessbehältern bei hohen Temperaturen und hohem Druck und Messbereichen bis 20 m. SITRANS LG200 ist ein Messumformer für Messungen an Flüssigkeiten und Schüttgütern mit kurzen bis mittleren Messbereichen, der nach dem Prinzip der geführten Mikrowelle arbeitet. Kombiniert mit einer Vielzahl von Sensoren eignet er sich für Applikationen mit hohen Temperaturen, hohem Druck oder Dampf. Durchflussmessung Magnetisch-induktive Durchflussmesser SITRANS F M ist ein breites Gerätespektrum von magnetisch-induktiven AC/DCDurchflussmessern für Messungen von elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten und Schlämmen in zahlreichen Anwendungen. 20 Clamp-on-UltraschallDurchflussmesser SITRANS F US Clamp-on Ultraschalldurchflussmesser ermöglichen eine rasche und einfache Montage der Sensoren an der Rohraußenseite, ohne dass das Rohr hierfür aufgetrennt werden muss. Diese Technologie erlaubt die hochgenaue Messung von Flüssigkeiten und Gasen in Rohrleitungen aller Größen. Coriolis-Durchflussmesser Wirbeldurchflussmesser SITRANS FC430 ist eines der kompaktesten Coriolis-Messsysteme für Gase und Flüssigkeiten und liefert zuverlässige Informationen über Massenstrom, Volumenstrom, Temperatur, Dichte und Konzentration. Die hochgenaue Messung wird nicht durch Schwankungen von Druck, Temperatur, Dichte, Leitfähigkeit oder Viskosität beeinflusst. Das Wirbeldurchflussmessgerät SITRANS FX300 ermöglicht genaue Messungen von Volumenstrom und Massendurchfluss von Dampf, Gasen und Flüssigkeiten als Allround-Lösung mit integrierter Temperatur- und Druckkompensation. Produktübersicht Grenzstanderfassung Ultraschall Füllstandauswertegerät und Sensoren SITRANS LUT400 Messsysteme bieten Zuverlässigkeit und Präzision für Ihre Anwendungen. Diese Auswertegeräte zeichnen sich durch einfache Bedienbarkeit aus und eignen sich ideal für die Füllstandmessung von Flüssigkeiten und Schüttgutern von kleinen bis zu großen Messbereichen. Relais, eine Reihe von eingebauten Alarmfunktionen, sowie Routinen zur Steuerung von Pumpen und anderen Einrichtungen sind integriert. Die Echomax-Sensoren von Siemens besitzen selbstreinigende Membranen und eine robuste Bauart für schwierige Anwendungen. Druckmessung Kompaktgeräte SITRANS Probe LU ist ein schleifengespeister, für kleine Messbereiche ausgelegter 2-Leiter-Ultraschall-Messumformer für die Füllstand- und Volumenmessung von Flüssigkeiten in Lagertanks und Prozessbehältern. Temperaturmessung Grenzstandschalter Pointek CLS und ULS200, SITRANS LPS200, SITRANS LVS100/200, SITRANS LVL100/200 bieten zahlreiche Optionen für die Grenzstanderfassung von Flüssigkeiten und Schüttgütern. Stellungsregler Messumformer Messumformer und Sensoren Elektropneumatischer Stellungsregler SITRANS P DSIII und SITRANS P500 sind Standardmessgeräte für Relativdruck, Differenz- und Absolutdruck, Durchfluss und Füllstand mit höchster Zuverlässigkeit und Genauigkeit sowie umfassenden Diagnosefunktionen. SITRANS TR/TH/TW Messumformer eignen sich zur Installation im Feld oder in der Warte. Siemens bietet zudem eine große Auswahl von Temperatursensoren an. Der Stellungsregler SIPART PS2 regelt pneumatische Schub- und Schwenkantriebe. Er zeichnet sich durch besonders flexible Stellhubbereiche aus und verfügt über intelligente Diagnostik und Kommunikation wahlweise über HART, PROFIBUS PA oder Foundation Fieldbus. 21 Erstklassige Produkte aus einer Hand Wägetechnik Dynamische Wäge- und Dosiersysteme Bandwaagen Dosierbandwaagen Schüttstrommesser Wägeelektronik Milltronics MSI sind hochbelastbare Einrollen-Präzisionsbandwaagen, die zur präzisen Überwachung von Prozess- und Verladeabläufen dienen. Milltronics-Bandwaagen bieten eine kontinuierliche In-LineVerwiegung zur Überwachung des Rohstoffstroms auf Förderbändern. SITRANS WW Dosierbandwaagen mit mittlerer bis hoher Kapazität dienen zur zuverlässigen Steuerung und Überwachung der Fördermengen und Mischverhältnisse von Rohstoffen. SITRANS WF Schüttstrommesser werden zur Messung des Materialdurchsatzes von trockenen Schüttgütern eingesetzt. Diese Schüttstrommesser mit niedriger bis mittlerer Kapazität sind für verschiedene Produktkorngrößen, -dichten und -flusseigenschaften geeignet. Milltronics BW500 und BW500/L Stand-alone-Messumformer sind für Bandwaagen mit Wägezellen geeignet. Der Milltronics SF500 arbeitet mit allen Schüttstrommessern mit Wägezellen oder LVDTSensor. SIWAREX FTC erlaubt die nahtlose Integration in SIMATIC Steuerungen. Prozessgaschromatografie Analytical Application Sets Der MicroSAM ist ein Prozessgaschromatograf im Kleinformat. Seine Ausführung ermöglicht insbesondere die prozessnahe Installation. Ideal für die Analyse von O2, N2, CO2 und Wasser. SITRANS CV liefert alle Informationen über die Qualität von Erdgas und dessen physikalische Eigenschaften, wie z. B. Brennwert und Dichte. Set CEM (Continuous Emission Monitoring) ist ein standardisiertes System, das die Anforderungen von der Probenentnahme über die Probenaufbereitung bis hin zur Gasanalyse abdeckt. Es können die Konzentrationen der Gasbestandteile CO, CO2, NO, NOx, SO2, O2, HCL, HF, NH3 and H2O bestimmt werden. Gasanalyse Kontinuierliche Gasanalyse extraktiv Kontinuierliche Gasanalyse in-situ Eine praktische Kombination der Analysatoren ULTRAMAT 6 und OXYMAT 6 in einem Gerät. Der ULTRAMAT Kanal misst Sauerstoff und 2 IR-aktive Komponenten wie z. B. CO, CO2, NO, SO2 und NH3 sowie CH4 und andere Kohlenwasserstoffe. Der OXYMAT Kanal misst den Sauerstoffgehalt des Gases. Zu reinigende Messkammern und optional verfügbare korrosionsbeständige Materialien im Gasweg erlauben Messungen in hochkorrosiven Messgasen. SITRANS SL und LDS6 sind schnelle In-Situ-Gasanalysatoren für die Prozesssteuerung und eine innovative Lösung unter Verwendung der Laserabsorptionsspektroskopie zur Messung von Gaskonzentrationen im Hauptprozess. 22 Produktübersicht Prozessüberwachung Statische Wägetechnik Wägezellen und Messumformer Drehzahlsensoren Akustische Sensoren Die Wägezellen SIWAREX WL/R sind für einen großen Nennlastbereich von 3 kg (6,61 lb) bis 280 t (275,58 tn. L.) geeignet. Die SPS-basierten SIWAREX Wägeelektroniken bieten zahlreiche Module für eine optimale Integration in das SIMATIC Automatisierungssystem. Die meisten MFA 4p-Drehzahlsensoren sowie der Millpulse 600 können bis zu 100 mm (4”) vom zu messenden ferromagnetischen Gegenstand entfernt installiert werden, was das Beschädigungsrisiko von Sensor und Einrichtung verringert. Der Drehzahl-/Stillstandschalter SITRANS WM100 wird zum Geräteschutz eingesetzt. Akustische Sensoren erkennen hochfrequente Schallwellen, die durch Reibung oder das Auftreffen von Staub, körnigen Materialien und anderen Schüttgütern in Bewegung erzeugt werden. Der Sensor meldet Durchfluss/kein Durchfluss. SITRANS CU02 ist eine Alarm-Auswerteeinheit für den Einsatz mit SITRANS AS100. Industrielle Identifikation WirelessHART Software Codelesesysteme RFID WirelessHART SIMATIC PDM Die Codelesesysteme SIMATIC MV420 und SIMATIC MV440 erlauben die zuverlässige und rasche Erkennung aller Arten von 1D/2DCode – auf den verschiedensten Oberflächen und auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen. Diese Kompaktgeräte sind äußerst flexibel und skalierbar. Zuverlässige RFID-Lösungen von Siemens bieten Flexibilität und Vielseitigkeit durch kompakte Ausführung und abgesetzte Antennen. SIMATIC RF600 ist die bevorzugte Lösung für Anwendungen mit erweitertem Messbereich. Die WirelessHART-Produktfamilie von Siemens umfasst batteriebetriebe WirelessHART-Messumformer, WirelessHART-Adapter und das WirelessHART-Gateway. Die Software SIMATIC PDM (Process Device Manager) ist als Stand-aloneLösung oder als integrierter Bestandteil von SIMATIC S7 / PCS 7 verfügbar und ermöglicht dem Anwender den Zugriff auf jedes Feldgerät. SIMATIC PDM ermöglicht das Sichern von Parametern, den Zugriff auf Programmierinformationen oder die Diagnose potenzieller Probleme mit einem Handheld-PC, Feld-PC oder einer Workstation mit Anschluss an die zentrale Steuerung. 23 Nahtlose Anlagenintegration Plant-wide Integrated Solutions für die Glasindustrie Business Management Ethernet Web Client − Bedienen und Beobachten − Maintenance Office LAN (Ethernet) Operation OS Client SIMATIC PCS 7 Box Operation OS Client Prozessoptimierung Unternehmensweites Datenmanagement mit Open PCS 7 Industrial Ethernet, Anlagenbus, single/redundant Redundant OS Server SIMATIC ET 200M SIMATIC PCS 7 AS RTX StandardAutomatisierungssysteme Redundant OS Server Sicherheitsgerichtete Automatisierungssysteme SIMATIC ET 200M Standard- und F-Baugruppen SIMATIC S7-300 Wägetechnik SITRANS CV Foundation Fieldbus H1 SIMATIC ET 200M F-Baugruppen SIWAREX FTC SIMATIC DP/FF Link SIMATIC DP/PA Link mit redundanten DP/PA-Kopplern SIMATIC ET 200M Active Field Splitter AS-Interface SIMATIC DP/AS-Interface Link Modbus, serielle Kopplung SIMATIC DP/PA Link SIMATIC ET 200M mit CP 341 PROFIBUS PA SIMATIC ET 200pro (Failsafe) PROFIBUS PA PROFIBUS SIMATIC ET 200S mit Motorstarter Integrierte Antriebe Nebenanlagen 24 PROFIBUS PROFIBUS PA IO-Link SIMATIC ET 200S mit Motorstarter und IO-LinkMaster (Failsafe) SIMATIC ET 200iSP HART RFID Batch Gemengehaus PROFISAFE Wanne Plant-wide integrated solutions Financial Controlling Web-Client Management Information/ Manufacturing Execution System Office Data Monitor SIMATIC IT Office LAN (Ethernet) Security Module Web Server Netzwerkdrucker Maintenance Client Engineering Stationen Mobiler Client Industrial Wireless LAN Maintenance Server Central Archive Server SCALANCE W Industrial Ethernet, single/redundant Hochverfügbare Automatisierungssysteme SIMOTION C SIMATIC ET 200M single/redundant MTA SIMATIC S7-317F-2 PN/DP SIMATIC HMI Bedienfeld SINUMERIK Operation Panel SIMATIC MV440 PROFISAFE SIMOTION D SIMATIC ET 200iSP SIMATIC ET 200S mit Motorstarter SINAMICS S120 SINUMERIK 840D sl SINAMICS S120 SIMATIC Y-Link Ein ganzheitliches Konzept für die Glasherstellung und -veredelung COx, NOx SIMATIC DP/PA Link PROFIBUS PROFIBUS PA Erleben Sie die Vorteile der Plant-wide Integrated Solutions: das ganzheitliche und modulare Angebot für Ihre Anlage – vom Gemengehaus bis zum Kalten Ende und der Weiterverarbeitung. Unsere Konzepte und Systeme basieren auf Standards von Totally Integrated Automation (TIA) und sind gleichermaßen auf individuelle Bedürfnisse anpassbar. Selbstverständlich beinhaltet unser Angebot sämtliche Serviceleistungen, über den gesamten Anlagenlebenszyklus. Dieser ganzheitliche Ansatz macht Synergien innerhalb des gesamten Produktionsprozesses nicht nur sichtbar, sondern auch direkt nutzbar. Active Field Distributors Zinnbad/Kühlofen Kaltes Ende/Weiterverarbeitung 25 Totally Integrated Automation (TIA) bildet die Grundlage für anlagenweite Automatisierung Auf der Basis von Totally Integrated Automation setzt Siemens Lösungen um, die perfekt auf Ihre besonderen Anforderungen in der Glasindustrie zugeschnitten sind und die sich durch ihre hervorragende Integration auszeichnen. Hierdurch leistet TIA einen wichtigen Beitrag zur Optimierung Ihrer Produktionsprozesse. „Plant-wide Automation unterstützt Anlagenplaner, Maschinenbauer und Betreiber von Glasanlagen in geradezu idealer Weise. Erstmals werden unsere Wünsche nach Standardisierung und einfacher Integration berücksichtigt und umgesetzt. Das zentrale Engineering und die durchgängige Berichterstattung unterstützen den effizienten Betrieb. Wir erfassen auf einen Blick, wie viel Energie und Rohstoffe wir wo verbrauchen, und dank der Informationen in kritischen Produktionsbereichen können wir Wartungsmaßnahmen dem tatsächlichen Bedarf anpassen.“ Wolfgang Räbiger, CTO der f | glass GmbH „Was bringt uns als Spezialisten für Gemengehäuser dieser Ansatz?“, berichtet Dr. Holger Zippe, Geschäftsführer von Zippe Industrieanlagen GmbH. „In den folgenden Monaten haben wir das Konzept intensiv geprüft. Heute wissen wir, dass dieser Ansatz für uns eine echte Unterstützung bei der Akquise von Aufträgen ist – denn schließlich punkten unsere Anlagen mit dem Mehrwert, den sie dem Betreiber bringen.“ Erfahren Sie mehr über die anlagenweite Automatisierung: siemens.de/glas-solar-industrie 26 Service und Support Siemens bietet felderprobte Konzepte für Prozessinstrumentierung und Analytik aus einer Hand, was Ihnen Kontinuität in der Entwicklung und ein hohes Maß an Sicherheit bietet. Unsere Leistungen reichen von Beratung und Engineering über den Anschluss an die Steuerung bis hin zum umfassenden After-Sales-Service: • System- und Zeitplanung • Komplette Design-Planung und technische Auslegung der Feldgeräte • Beratung für die Auswahl von Prozessinstrumenten und Analytik • Systemdokumentation • Installation, Test und Inbetriebnahme • Umfassender After-Sales-Service Service rund um die Uhr Unser Online-Support-System bietet schnellen und umfassenden Support unabhängig von der Uhrzeit oder Ihrem Standort. Vom Produktsupport zur Service-Information ist der Online-Support von Siemens Industry Automation and Drive Technologies Ihre erste Wahl – rund um die Uhr, an 365 Tagen im Jahr. support.automation.siemens.de Weltweiter Service Anlagen müssen rund um die Uhr zuverlässig funktionieren. Hierfür sind effiziente und effektive Prozessinstrumentierung und Analytik unabdingbare Voraussetzungen. Außerdem müssen Sie sich auf einen schnellen und kompetenten Service von Ihrem Lieferanten verlassen können. Siemens ist ein globales Unternehmen mit lokaler Präsenz. Ganz gleich, ob Sie Beratung, eine schnelle Lieferung oder die Installation neuer Geräte benötigen, steht Ihnen ein Netzwerk von Siemens-Experten weltweit an jedem Ort zur Verfügung. 27 Weitere Informationen: siemens.de/sensoren/glas Siemens AG Industry Sector Sensors and Communication 76181 KARLSRUHE DEUTSCHLAND Änderungen vorbehalten 04/13 Bestell-Nr.: E20001-A200-P780 Dispostelle 27900 WÜ/43449 MI.SC.IM.XXXX.52.3.01 WS 04132.0 Gedruckt in Deutschland © Siemens AG 2013 Die Informationen in dieser Broschüre enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zuliefernder Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.