BUMACON - Steuerungssystem für Butterungsmaschinen

Mit modernster, mikroprozessorgesteuerter Technik geht die Oldenburger Firma WAL Mess- und Regelsysteme GmbH neue Wege. Dabei bringen die neuen Steuerungen die älteren Maschinengenerationen auf den neuesten Stand.

Steuerungen für Butterungsmaschinen, die gestern zu der neuesten Generation gehörten, halten mit den heutigen Anforderungen kaum mehr Schritt.

Antriebe aus den achtziger Jahren sind zwar von Gleichstrommotoren oder Hydraulikantrieben auf Drehstrommotoren mit Frequenzumrichtern umgestellt worden. Im Bereich der Steuerung erfüllen jedoch die existierenden Systeme heute nicht mehr die gestellten Ansprüche an Ergonomie und Effizienz.

Auf Betreiben eines Kunden entwickelten wir unter dem Namen BUMACON ein komplettes Steuerungssystem, das mit der existierenden Wassergehaltsmess- und Regelanlage (H2OMCON) der Firma korrespondiert. So können die Anlagen auf Wunsch integriert werden. Die ersten vier Systeme - eingebaut in einen Edelstahl-Pultschrank - verrichten bereits erfolgreich ihre Arbeit.

Die Anlage BUMACON baut dabei auf folgenden drei Hauptkomponenten auf:

Einer speicherprogrammierbaren Steuerung für die Maschinenebene auf Basis einer Mitsubishi- oder Siemens-S7-Steuerung

Ein Mikroprozessorsystem für die Wassergehaltsmessung und Dosierregelung.

Einer Visualisierungs- und Bedienebene, die auf Basis von InTouch auf einem Standard-PC unter Windows NT/2000 läuft. Die Darstellung erfolgt auf einem 17"/15" TFT-Display. So reicht zur Bedienung ein einfaches Antippen des Touch-Displays

: Bedienoberfläche BUMACON

Über die Anforderungen einer zeitgemäßen Bedienung hinaus bieten die im Einsatz befindlichen, umgerüsteten Butterungsmaschinen sechs konkrete Vorteile:

die Verwertung der Fetteinheiten wird optimiert.
die gesetzlichen Grenzwerte insbesondere bezüglich des Wassergehaltes werden eingehalten.
die Streichfähigkeit des fertigen Produktes wird verbessert.
die Anwesenheit des Bedieners während der normalen Produktions- und Reinigungsfahrt wird minimiert.
die Reinigungsabläufe werden optimiert.
ein Qualitätssicherungssystem wurde eingeführt.

Die positiven Ergebnisse im Produktionsverfahren werden durch folgende Erweiterungen bzw. Umbauten der bestehenden Anlagen erreicht:

1. Rahmzuführung

Die Drehzahlregelung der Rahmförderpumpe erfolgt in Abhängigkeit der gemessenen Durchsatzmenge des Rahmes, gemessen mit einem magnetisch-induktiven Durchflusszähler oder einem Massezähler nach dem Coriolis-Prinzip. Die Vorwärmung des Rahmes auf Butterungstemperatur erfolgt in dem vorhandenen Rahmanwärmer, der jedoch durch kleinere Modifikationen besser kontrolliert wird. Die Verwendung eines Kaskadenreglers zur Ansteuerung des Dampfventiles gehört ebenso dazu wie die durchflussabhängige Veränderung der Regelparameter. Die Standardabweichung der Rahmtemperatur gegenüber dem gewünschten Sollwert liegt im Bereich von 0,02 K.

2. Drehzahlregelung

Sämtliche Drehzahlantriebe in der Maschine werden über Frequenzumrichter gesteuert. Die echte Drehzahl wird nicht nur über die Schlupf-kompensation der Umrichter, sondern darüber hinaus durch eine Abtastung am jeweiligen Antrieb geprüft und nachgeregelt.

3. Evakuierung

Die Regeleinrichtung zur Konstanthaltung des Vakuums wurde grundlegend geändert. Die Höhe des gewünschten Vakuums wird über das Display als Sollwert vorgegeben, ein elektronischer Druckaufnehmer überwacht kontinuierlich den aktuellen Ist-Wert und steuert über einen PI-Regler ein Membranventil. Hierdurch gelingt es den gewünschten Vakuumwert innerhalb von 0,02 bar konstant zu halten.

4. Beobachten

Bis zu drei Farbvideokameras geben Aufschluss über den aktuellen Füllstand und Abbutterungsgrad der Maschine. Die Farbbilder sind in das Visuali-sierungssystem integriert.

5. Qualitätssicherung

Zur Erfüllung der QS-Richtlinien werden sämtliche erfassten Messwerte, Drehzahlen etc. als Digitalwert angezeigt sowie grafisch in Kurvenform auf dem Bildschirm dargestellt. Einmal pro Sekunde werden darüber hinaus sämtliche Werte auf der Festplatte des PCs gespeichert und können für die vergangenen 6 Monate jederzeit online wieder aufgerufen werden. Statistische Werte wie verbrauchte Rahmmenge pro Schicht, erzeugte Buttermenge, durchschnittlicher Wassergehalt,Standardabweichung des Wassergehaltes, minimale und maximale Rahmtemperatur werden auf einem Übersichtsbildschirm dargestellt und als Chargenprotokoll auf einem Drucker ausgegeben.

6. Integration der Wassergehaltsmessung

Über die Integration der kontinuierlichen Online-Wassergehaltsmessung (H2OMCON) der Firma WAL erfolgt die Bedienung und Speicherung der Messwerte in den gleichen Menüs wie die Steuerung der Butterungsmaschine. Darüber hinaus wird auch die gesamte Regelung der Dosierung für Kultur, Salz und Wasser von diesem System übernommen.

7. Reinigung

Der gesamte CIP-Ablauf wurde überarbeitet und optimiert. Während der Reinigung wird darüber hinaus die Leitfähigkeit und Temperatur im Kreislauf kontinuierlich überwacht und protokolliert. Nach jedem Reinigungsdurchlauf kann ein Reinigungsprotokoll erstellt werden.

Und noch ein Vorteil

Das BUMACON Steuerungssystem verfügt über eine selbsterklärende Bedienoberfläche. Hierdurch ist die Einarbeitung in wenigen Stunden möglich.