Mehr Qualität vom Rohmaterial bis zum Zement Das Paderborner Werk gewinnt aus einem direkt angrenzenden Steinbruch etwa 80 bis 100 Millionen Jahre alten Kalkmergel als Rohstoff für die Zementproduktion. Dieser wird in sog. Brecheranlagen bis auf Schottergröße zerkleinert und dann über Förderbänder in Silos transportiert. Beim Austrag des Materials aus den Silos findet durch die sog. Abräumkratzer eine eingehende Durchmischung der Schichten statt. Danach wird der Schotter unter Hinzugabe von Zuschlagstoffen wie z.B. Kalkstein oder sand- und tonhaltigen Stoffen in den sog. Rohmühlen getrocknet und gemahlen. Die weitere Homogenisierung des daraus entstandenen Rohmehls sichert durch Zwischenlagerung in den Homogenisiersilos eine gleichbleibend hohe Qualität der Rohmischung für den nachfolgenden Brennprozess in den Drehrohr-Öfen.   Modernisierung der Automatisierung Zur Deckung des Wärmebedarfs der Drehofenanlage können über die sog. Kohlenanlage und den Hauptbrenner blasfähige Brennstoffe wie Braunkohlenstaub, Tiermehl und getrockneter Klärschlamm verfeuert werden. Zusätzlich wird dort fluffiges, kunststoffreiches Recyclingmaterial eingeblasen. Für Anfahrvorgänge und als Stützfeuer nutzt man leichtes und schweres Heizöl. Die Regelung der staubförmigen Brennstoffe erfolgt mit drei Differenzialdosierwaagen, derzeit zwei für Braunkohlestaub mit jeweils max. 6,0 t/h Durchsatzleistung und eine für Klärschlamm mit max. 3000 kg/h.
Im Zuge einer Modernisierung der Ofenlinie mit einem Prozessleitsystem PCS 7 von Siemens war dies der geeignete Zeitpunkt, auch die Messumformer der Differenzialdosierwaagen auszutauschen. Dazu wurden passend zu den Steuerungen Simatic S7-300 die Wägemodule Siwarex FTC ausgewählt; als Hardware-Bestandteil der Steuerung ermöglichen sie eine schnelle und zuverlässige Integration in diese Automatisierungsumgebung und bieten darüber hinaus eine hohe Mess- und Dosiergenauigkeit. Die zuverlässig arbeitenden, mechanischen Komponenten der Differenzialdosierwaagen wie Wägebehälter und Förderschnecken wurden beibehalten. Alle drei Differenzialdosierwaagen werden nun vor Ort in einem Schaltschrank an einer CPU Simatic S7-315 betrieben. Diese ist über Profinet an das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 angekoppelt, womit alle Waagenparameter in diesem Leitsystem verarbeitet werden können, z.B. für die zur Änderung von auftragsspezifischen Sollwerten oder zur Datensicherung. Ein farbiges Touchpanel Simatic TP700 Comfort in der Schaltschranktür ermöglicht vor Ort und parallel zum Leitstand die Visualisierung der Messwerte und die Bedienung der Differenzialdosierwaagen. Die Modernisierung des vorhandenen Leitsystems durch Einbindung der Siwarex-Wägemodule erfolgte in einer kurzen Produktionspause innerhalb weniger Tage durch die PA Prozessautomation GmbH aus Wiesbaden.   Voller Zugriff vor Ort auf Messwerte und Parameter Die Wägemodule Siwarex FTC bieten den Vorteil, dass sie bei Verwendung eines Prozessleitsystems Simatic PCS 7 direkt über eine Unterstation Simatic ET 200M oder wie hier eine CPU Simatic S7-315 PN/DP in das Leitsystem eingebunden werden können. Dies bedeutet einen deutlich geringeren Installationsaufwand, da keine zusätzlichen Schnittstellen, Kommunikationsmodule oder Analogwertübertragungen erforderlich sind. Herr Lehde, Leiter der Elektrowerkstatt, ist heute begeistert von der Benutzerfreundlichkeit der Anwendung: Er hat parallel zur Steuerung vor Ort auch vom Prozessleitsystem PCS 7 in der Leitwarte aus Zugriff auf alle Messwerte sowie auf alle vorhandenen Betriebs- und Einstellparameter. Letztere können bei Bedarf auch von der Leitwarte geändert werden, wenn beispielsweise die Durchsatzmengen für die Brennstoffzufuhr geändert werden sollen.   Exkurs Differenzialdosierwaagen und Wägeelektroniken Siwarex FTC-L Differenzialdosierwaagen bestehen aus einem Wägebehälter mit einer oder mehreren Wägezellen und einem Austragsorgan, hier beispielsweise eine Förderschnecke. Der Wägebehälter wird bei Bedarf befüllt, wobei das Material aber kontinuierlich für Dosierprozesse ausgetragen wird. Diese Gewichtsabnahme wird über einen bestimmten Zeitraum erfasst und daraus der Materialdurchsatz berechnet. Der wiederum dient als Istwert für eine PID-Regelung, die entsprechend der Sollwertvorgabe des Anlagenbetreibers den Stellwert für das Austragsorgan berechnet. Was aber geschieht bei gleichzeitiger Befüllung des Behälters? Beispielsweise misst die Wägeelektronik Siwarex FTC der Siemens AG bei Entleerung des Wägebehälter die Gewichtsabnahme, d.h. sie arbeitet im gravimetrischen Modus. Während der Befüllung schaltet sie automatisch um in den volumetrischen Modus. Je nach Anforderung behält sie darin den letzten Stellwert bei oder berechnet ihn anhand einer bei der Inbetriebnahme aufgenommenen Kennlinie aus Stellwert und tatsächlicher Durchsatzleistung. Nach der Befüllung und einer kurzen Stabilisierungszeit springt die Wägeelektronik dann wieder in den gravimetrischen Modus. Damit gewährleistet die Siwarex FTC eine gleichmäßige Dosierung aus dem Wägebehälters, auch wenn dieser dabei gleichzeitig befüllt wird.  
Profil der PA Prozessautomation GmbH Die PA Prozessautomation GmbH hat ihren Sitz in Wiesbaden und bereits ähnliche Umrüstprojekte für andere Werke der HeidelbergCement AG realisiert. Das Unternehmen bietet seit 1992 Automatisierungslösungen für industrielle Anwendungen – sowohl bei der Abwicklung von Großprojekten auf Generalunternehmer- oder Betreiberseite als auch als Komplettanbieter von Automatisierungslösungen für Neuanlagen oder bei der Modernisierung von Altanlagen. Dies umfasst die Planung von Hard- und Software, Lieferung, Montage und Inbetriebnahme sowie weitere Unterstützung während der gesamten Betriebszeit.