ACO Feuchtemesssensoren – die Innovation bei Wienerberger, Deest/Niederlande

Bei Wienerberger ­Deest (Niederlande) war Feuch­temessung im Ton schon immer ein wichtiges Thema, da mit einer genauen und zuverlässigen Feuchtemessung Produktionsausfälle aufgrund schwankender Feuchten verringert werden können. Zu feuchter Ton führt dazu, dass die Abmessungen der Ziegel nicht korrekt sind, außerdem lösen sich die Formlinge schlecht aus den Gipsformen. Bei zu trockenem Ton kann es zu Trockenbruch kommen, und die Gipsformen verschleißen schneller. Wienerberger suchte daher eine passende Lösung, die in der Zusammenarbeit zwischen Wienerberger und ACO Automation Components, Wutöschingen/Süddeutschland, gefunden wurde.

Als erstes schlug ACO den Einsatz eines automatisierten Feuchtemesssystems für die Herstellung von Sonderprodukten vor. In dieser Abteilung werden spezielle Ziegel hergestellt, die aufgrund ihrer Form einen höheren Feuchtewert erfordern (22 bis 24 %). Die Masse wird in einem Siebrundbeschicker angefeuchtet. Dabei kommen ein Teil des Lehms aus dem Tonlager und ein anderer Teil als Rücklaufmasse aus der Formziegelherstellung. Hier liegt das Problem: Der zurückgeführte Lehm hat eine höhere Feuchte als der Lehm aus dem Lager. Eine präzise Feuchtemessung verhindert, dass die Masse durch die Lehmrückführung zu feucht wird, indem die Wasserzugabe kontrolliert zurückgefahren wird.

ACO-Ton-Feuchtemesssytem TFM1

Das spezielle Ton-Feuchtemessgerät TFM1 wird in der Ton verarbeitenden Industrie bei der Ziegelherstellung angewandt und misst die Feuchte bei schwierig zu messenden Materialien wie Ton, Lehm, Kalk, Kalkstein, Spezialkeramik und Sand.

Wegen der komplizierten Strukturen dieser Materialien ist die Feuchtemessung davon abhängig, dass konstante Druckbedingungen auf das Material wirken. Eine von ACO entwickelte Verdichtungseinheit verhindert, dass das Messergebnis durch verschiedene Dichten beeinflusst wird. Die elektro-mechanische Vorrichtung TFM1 verdichtet das Material mit immer gleichbleibendem (einstellbaren) Druck, was zu reproduzierbaren Ergebnissen des Feuchtesensors führt. Das Ausgangssignal des Sensors ist ein Signal von 0-10 V oder 0/4-20 mA, mit einer Mittelwertberechnung. Der Sensor kann direkt verbunden werden mit einer SPS-Steuerung oder einem Steuerkreis.

Mit dem TFM1 erreicht man eine konstante Feuchte im Produktionsprozess, was auch die Lebensdauer der Presse verlängert und die Qualität der Produkte erhöht.

Feuchtemessung bei Wienerberger

Der Ton aus dem Siebrundbeschicker fällt auf eine bewegliche Platte, wo ein Leitblech die Tonstücke in das TFM1 führt. Von einem Timer gesteuert presst ein Zylinder in den Lehm, verdichtet ihn und führt ihn über den Feuchtesensor (»2). Da das mit einem konstanten Anpressdruck geschieht, erhält Wienerberger reproduzierbare und genaue Ergebnisse in der Feuchtemessung. Diese Lösung ist inzwischen seit mehr als vier Jahren in Betrieb.

Eine zweite Anwendung war eine neue Idee von Wim van Gelder, Engineering & Product Development Abteilung Wienerberger B.V.: die Installierung des Sensors hinter einem Keramikfenster direkt im Presswerkzeug (»3).

› Installation: unter dem Pressenkopf

› Produkt: Ton

› Dichte: annähernd konstant 1 700 kg/m³

› Messbereich: 18 bis 25 % H₂O_wt, Ziel zwischen 21 und 22 % H₂O_wt

› Temperatur: Umgebungs­temperatur

Die Ziegel aus diesem Teil der Herstellung sind das Kern­geschäft von Wienerberger, Deest. Deshalb ist die Feuchtemessung ein entscheidender Teil der Automatisierung in diesem Produktionsbereich. Wienerberger installiert eine neue SPS im Automatisierungsprozess, um diese Parameter in ihre Steuerung zu übernehmen. Die Lösung mit dem digitalen Feuchtemesssystem von ACO funktioniert ausgezeichnet und wird nun anderen Werken der Wienerberger Gruppe empfohlen.

Ein spezielles Presswerkzeug wird zur Aufnahme des Feuchtesensors eingerichtet. Wim van Gelder hat dafür das spezielle Keramik-Schaufenster entworfen. Da der Sensor durch das Keramikfenster „schaut“, ergibt sich eine präzise Feuchtemessung.

Digitaler Feuchtesensor DMMS

Die digitalen Feuchte-Sensoren von ACO sind für schwierigste Anwendungen im industriellen Bereich entwickelt worden. Sie sind aus Praxiserfahrungen für den Dauerbetrieb entwickelt worden und funktionieren nach dem HFK-FFM-Prinzip (hoch-frequenz-kapazitiv mit Feld-Frequenz-Modulation). Die Sensoren können prob­lemlos auch nachträglich in den Prozess integriert werden. Mit dem Normsignalausgang oder einer Schnittstelle Profibus DP (RS232) kann der Sensor an jede SPS-Steuerung ohne zusätzliche Software angeschlossen werden. Nur für die Konfiguration des Sensors ist eine PC-Software notwendig.

Die Vorteile dieses ACO-Feuchtemesssystems für Wienerberger sind eine einfachere Steuerung der Fertigung und der Qualitätskontrolle an der Pressen-Bedienung.