Hilfe bei Steuerung einer Abfuellmaschine gesucht

rc35

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Guten Tag zusammen!

Ich arbeite in einem Betrieb der Chemiebranche und bin dort fuer die Anlagenreparatur und -wartung zustaendig.
Ich habe vom Chef den Auftrag bekommen, mich um ein Konzept fuer die Abfuellung von nichtschaeumenden Fluessig-
keiten zu bemuehen, bei dem die einzelnen Abfuellungen anschliessend protokolliert werden. Dazu stelle ich mir
folgendes vor:

Auf eine Waage wird ein leerer Behälter gestellt, dieser wird von oben über eine Düse befüllt.
Nach Erreichen des festgelegten Gewichts wird das Gebinde manuell entfernt und das nächste aufgestellt.

Der ganze Ablauf soll wie folgt aufgebaut sein:

Vorbereitung

- manuelles Feststellen der Dichte der Flüssigkeit mittels geeignetem, geeichten Messzylinder

- errechnen des Gewichts für die gewünschte Füllmenge

- feststellen des Taragewichtes des zu befüllenden Behälters durch wiegen auf externer Waage

- Eingabe des Gewichtssollwertes und des Tarawertes in ein entsprechendes Softwareprogramm

- Eingabe einer oberen und unteren Toleranzgrenze (zulässige Abweichung vom Sollwert)

Abfüllung

- aufstellen des Leergebindes auf die Wiegeplattform

- bei erstem Füllvorgang Ventil der Düse öffnen, bspw. 2 Sekunden dosieren, Ventil schließen, Gewicht messen.
Anschließend rechnet die Software aus dem ermittelten Wert die benötigte Zeit für den Zielwert und dosiert
so lange nach, bis dieser errechnete Wert erreicht ist. Erreichtes Gewicht wird verglichen mit dem errechneten
Wert. Liegt der gemessene Wert innerhalb der Toleranz, kann mit der kontinuierlichen Produktion begonnen werden.

- ab dem zweiten Füllvorgang wird nur noch einmal dosiert, und zwar so lange wie zuvor als benötigte Gesamtzeit
errechnet wurde. Der ganze Vorgang soll mit nur einmaligem Dosieren abgewickelt werden, es soll nicht zwischen
Grob- und Feindosierung unterschieden werden. Es soll keine Messwertnachführung geben, lediglich eine gut/schlecht
Auswertung über eine optische Anzeige. Dies heißt, es ist eine sehr schnelle Wägezelle und und eine sehr schnelle
Signalverarbeitung notwendig. Der Nachlauf bei Erreichen des Gewichtswertes und der Signalverarbeitung muss
somit kleiner sein als der zulässige Toleranzwert.

Weiß jemand von Euch, ob es hierfür eine bereits vorhandene Lösung gibt, bei der die benötigten Parameter über einen
Touchscreen direkt an der Maschine in eine Steuerung für ein Dossierprogramm eingegeben werden kann. Das ganze soll
einfach und kostengünstig zu realiseren sein.
 
Ohne jetzt die einzuhaltenten Parameter (Taktzeit, Dosiergenauigkeit...) die Eigenschaften des Dosiergutes (Viskosität, Brennbarkeit, ätzend...) sowie die Anlagenbeschaffenheit (freier Auslauf, Rohrdirchmesser, eingesetzte Steuerung, Sensoren, Aktoren...) ist eine zielführende Hilfestellung schweer möglich. Du kannst ja mal nach Peristaltikpumpen schauen... https://www.ebay.de/i/232345053588?chn=ps
 
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Das ganze rein Zeitgesteuert zu lösen halte ich auch für einen nicht zu Ende gedachten Ansatz.
Was ist, wenn der Druck nachlässt, weil die Pumpe verschleißt, die Leitung verstopft ist, der Füllstand sich verringert...

Wenn du schon eine Waage hast, dann würde ich diese auch als Istwertgeber nutzen.
 
Moin,

ich bin zwar kein Spezialist für Abfüllungen, aber es ist sicherlich interessant zu erfahren, in welchen Dimensionen abgefüllt wird?
Reden wir hier von Millilitern, Litern, Hektolitern? Wie groß darf die Abweichung von der Sollwertvorgabe sein?

Ich stelle mir einen kleinen Behälter (~50ml) vor, der sehr schnell und mit geringer Toleranz befüllt werden soll.

Ich könnte mir vorstellen, dass, bei kleinen Mengen und schneller Abfüllung, die Istwertermittlung mit der Waage u.U. problematisch sein kann:
- Es muss eine Totmenge berücksichtigt werden, weil nach dem Schließen des Ventils noch Flüssigkeit in den Behälter nachläuft (Um die Totmenge gering zu halten, müsste die Düse möglichst nahe an der Flüssigkeitsoberfläche installiert sein).
- Wenn der Druck hoch ist, kann der Abfüllvorgang die Gewichtsanzeige der Waage beeinflussen. Man braucht sicherlich eine "Beruhigungszeit" zum messen.

Vielleicht ist eine Kombination sinnvoll:
- den eigentlichen Abfüllvorgang zeitgetriggert durchführen.
- Nachträglich eine Gewichtsmessung durchführen.
- Festgestellt Toleranzabweichungen des Gewichts beeinflussen dann die Abfüllzeit
- Es wird ggf. Ausschuss geben oder: Ein enges Toleranzband für die Regelung der Abfüllzeit und ein breiteres Toleranzband für die Ermittlung von Ausschuss
- Man könnte Gebinde, deren Abweichung zu groß ist, auch in die manuelle Nachbearbeitung geben, mit einer Angabe wie groß die Abweichung ist und ob zu viel oder zu wenig abgefüllt wurde

naja... einfach nur mal ein paar Gedanken zusammengeschrieben ;)

VG

MFreiberger
 
Hallo zusammen,

danke schon mal für Eure Antworten und Denkansätze. Ich habe sicherlich bei meiner Aufgabenstellung einiges vergessen. Sorry dafür.

Die Spanne der zu befüllenden Gebinde soll von ca. 100 ml bis ca. 20 l reichen. Dies sind einfach in unserem Betrieb gängige Größen.
Das Produkt soll aus einem Abfülltrichter direkt in das Behältnis "fallen". Dieser Trichter wird mittels Pumpe befüllt. Dies heißt, nur der
Inhalt dieses Trichters variiert von der Ausgangsfüllhöhe.

Die Größe der Befüllöffnung soll sich nach der Öffnungsweite des Behältnisses richten. Sprich eine kleine Kunststoff-Flasche mit 20 mm
Halsöffnung benötigt eine kleine Fülldüse um entsprechend langsam zu füllen, ein Kanister benötigt eine große Fülldüse um schnell zu
füllen. Um den Nachlauf an Produkt gering zu halten, muss der Verschlussmechanismus sehr knapp über dem Behälter sitzen.

Die Wägezelle muss sehr schnell sein. Beim Erreichen des vorgegebenen Gewichtswertes soll das Signal kommen zum Schließen
des Ventils. Die Gewichtstoleranz bei der Befüllung soll bis 500 ml bei +/- 2 g liegen, bei 1000-3000 ml bei +/- 5g und darüber bei +/- 10 g.

Meine Vorstellung ist, dass die Vorgabe für die Befüllung in der Mitte des Toleranzfeldes liegt. Dies heißt, bei einer vorgeschriebenen
Füllmenge von 1000 g wäre das Zielgewicht 1003 g, der untere Toleranzwert 1000 g, der obere Wert 1006 g.

Die Umsetzung der o.g. technischen Vorgaben bekomme ich sicherlich in den Griff. Meine Frage bezieht sich auf die Möglichkeiten der
Steuerung, um diese Vorgaben steuerungstechnisch zu managen. Die Steuerung soll möglichst einfach sein, soll Rezepturen verwalten
können, die aus einem Taragewicht, einem Sollgewicht, oberen und unteren Toleranzwert, einem Produktnamen und der verwendeten
Fülldüsenöffnung besteht. Muss man so etwas individuell programmieren oder gibt es dafür bereits irgendeine fertige Software?

Die Eingabe der Parameter für die Abfüllung soll an der Maschine, vom Bediener, erfolgen. Eingabe und Anzeige über ein Touchpanel
an der Maschine.

Ich hoffe, hiermit ein klein wenig mehr an Info gebracht zu haben und bedanke mich schon mal vorab für Eure Hilfe.
 
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Moin rc35,

da ich aus der SIEMENS-Richtung komme, schlage ich hier mal eine 1200er-Steuerung und ein comfort-Panel vor.
Das comfort-Panel kann Rezepturen verwalten. Da nicht viel visualisiert werden muss/soll, würde wahrscheinlich sogar ein 4"-Gerät (KTP400 comfort) reichen.

Zur Umsetzung: Wenn man weiß, wie groß der Nachlauf bei dem entsprechenden Gebinde ist, kann die Sollmenge ja auch entsprechend angepasst werden:
Sollmenge = 997g
Nachlaufmenge = 3g
Zielmenge = 1000g

Du könntest auch in einem Rezept ein Datenpunkt für die Zielmenge von 1000g eingeben und einen weiteren Datenpunkt für die Nachlaufmenge anhand der Fülldüsengröße (3g). Dann im Programm Subtrahieren. Die Nachlaufmenge müsste dann für jede Fülldüsengröße ermittelt werden. Dann dem System die Gebinde (Zielmenge) und Fülldüsengröße in der Rezeptur hinterlegt werden. Vielleicht sogar nur ein Auswahlfeld für den Düsentyp (Typ 1; Typ 3; Typ 10; ...). Auf einer weiteren Panelseite dann den Düsentypen eine entsprechende Nachlaufmenge zuweisen.
Aus der dann gegebenen Rezeptur kann das System die passenden Sollmenge zum erreichen der Zielmenge errechnen...

VG

MFreiberger
 
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