Signaltrenner für Zuckerfabrik von Suiker Unie in den Niederlanden [Referenz]

Kunde | Suiker Unie

Projekt | Zuverlässige und effiziente Signalübertragung zwischen Feldgeräten und Prozessleitsystem

Standort | Groningen, Niederlande

Fertigstellung | Status Oktober 2012

Der Kunde

Zwischen September und Januar herrscht Hochbetrieb beim niederländischen Zuckerproduzenten Suiker Unie. Durchschnittlich alle zwei Minuten erreicht während dieser Zeit der „Zuckerkampagnen“ ein LKW mit Zuckerrüben das Werk in Groningen und wird entladen. Allein an diesem Standort produziert Suiker Unie so pro Jahr 450.000 Tonnen Zucker. Um diese Mengen zu erzeugen, müssen insgesamt drei Millionen Tonnen Rüben verschiedene Stufen im Produktionsprozess durchlaufen: Waschen, Schneiden, Kochen, Kristallisieren – der Weg zu Massen an hochwertigem Zucker verlangt nach einer sicheren und effizienten Prozesssteuerung.

Die Ausgangslage

Grundvoraussetzung dafür ist eine fehlerfreie Messdatenerfassung und -auswertung zwischen den Sensoren in der Anlage und der Steuerungsebene. Eine der häufigsten Störungen hierbei sind Erdschleifen. Sie entstehen, wenn sowohl auf der Feld- als auch auf der Steuerseite mehrere Erdverbindungen mit unterschiedlichen Potentialen vorhanden sind. Diese erzeugen im Signalleiter einen Ausgleichsstrom, der zu Messabweichungen führt und die Kommunikation so stark beeinträchtigen kann, dass eine zuverlässige Prozessüberwachung und -steuerung nicht mehr möglich ist. Darüber hinaus verlangte Suiker Unie nach einer zuverlässigen Überwachung der zahlreichen Antriebsmotoren von Förderbändern, Trockentrommeln und Zentrifugen in der Anlage.

Die Lösung

Die Lösung der Erdschleifen-Problematik ist eine galvanische Trennung von Feld- und Steuerungsseite. Sie verhindert die Überlagerung des Nutzsignals durch Störspannungen und –ströme. Gerade bei einem so weit verzweigten Anlagenaufbau wie bei Suiker Unie ist die galvanische Trennung die ideale Lösung, um auch Brummschleifen bei der Übertragung von analogen und digitalen Signalen zu verhindern. Das Gleiche gilt für lange Kabel, die Gleichtaktstörungen auch ohne eine leitende Verbindung auffangen können und diese in Signaleingänge weiterleiten.

Im Portfolio von Pepperl+Fuchs wurde Suiker Unie fündig. Signaltrenner, in die entweder ein Transformator oder ein Optokoppler integriert ist, ermöglichen die galvanische Trennung. Dieser Interface-Baustein unterbricht die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen Feld- und Steuerungsseite, sodass die Ladungsträger nicht mehr von einem zum anderen fließen können. Stattdessen erfolgt die Übertragung der Prozesssignale über das Magnetfeld, beziehungsweise ein optisches Sender/Empfängersystem.

Zu den wichtigsten Funktionen eines Signaltrenners gehört auch die Umformung eines Feldsignals in ein Normsignal. Dies ist nötig, um unterschiedliche Messgrößen aus dem Feld in Steuerungs- oder Leitsystemen verarbeiten zu können. Signaltrenner von Pepperl+Fuchs erfassen die Signale von Sensoren wie Thermoelementen, Widerstandstemperaturmessfühlern (RTD) oder anderen Gebern und wandeln sie in die Normsignale 0/2…10 V oder 0/4…20 mA um. Die Wandlung in 0/4…20 mA ist auch für binäre Frequenzsignale von NAMUR-Sensoren oder mechanischen Kontakten möglich. Über DIP-Schalter an der Frontseite der Geräte oder via PC programmieren Anwender die genannten Funktionen schnell und einfach.

Die von Suiker Unie geforderte Überwachung der Antriebsmotoren in der Anlage gewährleisten die Signaltrenner ebenfalls: Sie gleichen die tatsächliche Drehzahl mit einem voreinstellbaren Grenzwert ab. Der Drehzahlwert wird in Form eines binären Signals von einem NAMUR-Sensor oder einem mechanischen Kontakt bereitgestellt. Im Drehzahlwächter wird die momentane Drehzahl mit einem Grenzwert verglichen, der zwischen 1 mHz und 12 kHz liegen kann. Bewegt sich die Drehzahl außerhalb des zulässigen Drehzahlbereichs, wird ein Alarm ausgelöst.

Während der Stoßzeiten der Zuckerkampagnen leisten Signaltrenner von Pepperl+Fuchs ihren Beitrag, damit der Produktionsprozess bei Suiker Unie jederzeit zuverlässig und schnell abläuft. Rübe für Rübe verwandelt sich so schrittweise in hochwertigen Zucker für den internationalen Markt.