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Das DFG-Graduiertenkolleg „Elektromagnetische Strömungsmessung und Wirbelstromprüfung mittels Lorentzkraft" der Technischen Universität Ilmenau forscht an berührungslosen Sensoren zur Erfassung flüssiger Metallströmungen. Um diese Sensoren zu testen, zu kalibrieren und weiter zu entwickeln benötigten Sie eine Anlage, die eine kontinuierliche Flüssigmetallströmung generiert. Um die Anlage in den Räumlichkeiten der Universität betreiben zu können wurde hierfür Zinn gewählt, welches durch seinen relativ geringen  Schmelzpunkt bei bereits 232°C wesentlich einfacher zu handhaben ist, als eine reale Stahl- oder Aluminiumschmelze.

In der Anlage wird elektrisch verflüssigtes Zinn bei 300-400°C durch einen beheizten Kreislauf mittels Wirbelstrompumpe zirkuliert und wahlweise an einer horizontalen oder vertikalen Testsektion durch den jeweiligen Strömungssensor geleitet. Zur Verflüssigung des Zinns stehen zwei leistungsstarke Schmelzöfen zur Verfügung. Die gesamte Rohrstrecke ist außerdem elektrisch beheizt um die Temperatur des Zinns zu halten. Die Steuerung der Zinnströmung erfolgt mittels keramischer Hochtemperaturventile.

Die Anforderung an die HPF GmbH war die vollständige elektrische Installation der Anlage inkl. Schaltschrank und Elektrodokumentation, sowie die Gesamtautomatisierung der Teilkomponenten durch ein Leitsystem. Die Lösung sollte vollständig flexibel für spätere Anpassungen bzw. Nachrüstungen sein, die sich aus dem Forschungsbetrieb in Zukunft ergeben können. Zusammen mit unserem Partner für Schaltschrankbau und Energieanlagenerrichtung (HUNDT GmbH) haben wir dem Kunden die Gesamtlösung aus einer Hand bieten können. Die gesamte Automatisierung wurde zur vollen Kundenzufriedenheit exakt nach Wunsch durch unsere Automatisierungsplattform SPIDERnet® realisiert.

Am 6.02.2013 wurde die Anlage offiziell in Betrieb genommen. (siehe: Freies Wort vom 11.02.2013, TA 06.02.2013,...)

 

 

Hardwarekomponenten der Automatisierungslösung:

  • Zentrale Steuerung über PC mittels TCP/IP
  • WebVisu Box im Schaltschrank zur Fernsteuerung über das Internet
  • 4 UART - TCP/IP Schnittstellen
  • PROFIBUS-DP Gateway als Master
  • 2 DAQ1003 Einheiten Stand-Alone, 1 integriert im Schaltschrank
  • 16 Port Store-Forward-Ethernet Switch
  • Energieverteilung zur Versorgung der Leistungskomponenten
  • Anbindung Fremdkomponenten: 1 Vakuumpumpe mit eigenem UART-Protokoll, 10 Heizkreise für Rohrbegleitheizung, 2 Vorratsöfen, 8 Ventile mit Stellantrieb, Durchflussregler, Frequenzgesteuerte Wirbelstrompumpe

 

Systemparameter:

  •  rund 350 Prozessvariablen 
  •  Nachrichtenzentrale (Message Manager)
  •  E-Mail und SMS-Benachrichtigung bei beliebigen Systemereignissen
  •  Manuelle sowie teilautomatische Steuerung der Anlage
  •  Optionale Steuerung/Visualisierung über webfähige Endgeräte
  •  freie Erweiterbarkeit durch Endkunde

 

Motivation des Kunden zur Wahl unserer Lösung:

  • kostengünstige Integration Komponenten verschiedenster Hersteller und Schnittstellen zu einem homogenen Automatisierungssystem
  • hohes Maß an Flexibilität bezüglich der möglichen zukünftigen Systemerweiterung durch ein offenes System
  • einfache Erweiterbarkeit der Softwarelösung um kundenseitig programmierte Komponenten

 

Bildergalerie: