Flexibel proscesstyrning i kemikalieproduktionen
Luftstyrning och elsignaler från ett robust ATEX-kopplingsskåp – Samarbetet med Röhm GmbH
Ett elektropneumatiskt automatiseringssystem har sammanställts för en pärlpolymerisationsanläggning som är placerat i ett ATEX-kopplingsskåp. De egensäkra ventilerna och ventilutgångsmodulerna från Bürkert är därmed helt integrerade i SIMATIC ET 200iSP-systemet från Siemens. Vid anläggningen i Wesseling i sydvästra hörnet av Nordrhein-Westfalen driver kemikalieföretaget Röhm en anläggning för Poly(met)acrylat-baserat bindemedel. De används t.ex. i lösningsbaserade lacker och färger, i körbanemarkeringar, och även inom läkemedelsindustrin.
I batchförfarande produceras ca 40 produkter i pärlpolymerisationsdrift (PP-drift) med suspensionspolymerisation. Det gäller alltså att använda olika recepturer och styra ställdon för produktionsstegen som utförs i en följd. Polymerisationreaktorerna spelar en central roll i processen. Två av dessa reaktorer behövdes bytas ut p.g.a. moderniseringsåtgärder.
Modulärt system för central aktivering
Det kompletta produktionsområdet är deklarerat som Ex-området och komponenterna för pneumatisk styrning och styrningselektronik var tidigare monterade i ett relativt stort, dubbelt tätat och dessutom täckt kopplingsskåp. ISO-ventilerna för aktivering av de pneumatiska roterande servomotorerna var decentralt monterade och hade kommit till åren. Dessutom visade sig den hittillsvarande lösningen vara mycket smutskänslig. Omgivningen är mycket dammig i PP-drift. Dessutom tenderar det här dammet att klistra fast, det uppkommer kladdiga beläggningar, som kräver återkommande rengöringsåtgärder. ”Därför ville vi inte bara byta ut det stora kopplingsskåpet med en mer kompakt lösning, utan även reducera kabeldragningen och antalet ISO-ventiler på plats”, säger Jens Peter Rönn, EMSR-driftsingenjör hos Röhm. EMSR-specialisterna jämförde då olika alternativ. Till sist föll valet på en lösning som Bürkert föreslog baserat på erfarenhet från många andra liknande projekt. Den gör det möjligt att åstadkomma en hög packningstäthet av signaler på mycket litet utrymme. Luftstyrning och elsignaler kommer från ett kompakt, ATEX- och IEC-Ex-certifierat kopplingsskåp som står direkt i anläggningen och bara kräver litet utrymme.
Elektropneumatiskt automatiseringssystem typ 8650 i anslutningsfärdigt, kompakt ATEX-kopplingsskåp.
”Den heltäckande integrationen av egensäkra ventiler och ventilutgångsmoduler från Bürkert i systemet SIMATIC ET 200iSP från Siemens är idag unikt, inget annat system möjliggör en sådan hög kanaltäthet och flexibilitet – elektriskt och även pneumatiskt.”
Certifierad komplettlösning robust förpackad
Det elektropneumatiska automatseringssystemet är till för att användas i zon 1/21 och har levererats av Bürkert-Systemhaus i Menden som certifierat och anslutningsfärdig komplettlösning. I det 1 400 mm breda, 1 200 mm höga och 450 mm djupa kopplingsskåpet i rostfritt stål sitter 56 3/2-vägs- och 16 5/2-vägsventiler. Ventilerna har egensäkra och hot-swap-funktion, det går vid behov alltså att byta ut även under pågående drift. Dessutom tillkommer SIMATIC-I/O-moduler för 160 NAMUR-digitalingångar samt 64 analogingångar (2-wire HART och HART 4…20 mA). Det elektropneumatiska automatiseringssystemet kommunicerar med den överordnade styrningen via Profibus DP och är därmed perfekt integrerat i Siemens styrningsvärld.
Användningen av en modern laserskäranläggning för kopplingsskåpstillverkning möjliggör exakta och rena utskärningar på huset.
För att kopplingsskåpet i rostfritt stål ska hålla för applikationen i krävande omgivningsförhållanden och inte blir smutsig invändigt är den i ett dammtätt utförande med dubbel dörrtätning. Det behövs ingen trycköverlagring, som hade krävt extra hårdvara. Vid det här laget har robustheten även beprövats i praktisk användning. Två sådana skåp med utbytta reaktorer har tagits i bruk sedan årets början. Tre ytterligare kommer att integreras i närtid.
Den dubbla dörrtätningen håller damm borta. Det behövs inte någon trycköverlagring.
Enkel installation
Installationen i produktionslinjen var okomplicerad. På plats behövdes endast ström- och tryckluftsförsörjningen samt Profibus-ledningen anslutas. Tryckluften leddes här via en central inmatning i kopplingsskåpet till fördelarlisten för ventilöarna av typ 8650. Det förenklar installationen i anläggningen. ”Våra verkstadstekniker hanterade det enkelt, systemet är lätthanterat”, säger Jens Peter Rönn glatt. Det går dock även att få hjälp av Bürkerts serviceteamet vid installationen och driftsättningen.
”2020 ville vi byta ut två reaktorer i PP-drift p.g.a. moderniseringsåtgärder. Då beslutade vi att även uppdatera signalnivån, då den hittillsvarande tekniken var föråldrad. Det var svårt eller omöjligt att hitta reservdelar.”
Men systemet imponerade inte bara vad gäller det tekniska. Jens Peter Rönn uppskattar även det goda och konstruktiva samarbete. T.ex. användes i efterhand speciella snabbluftningsventiler t.ex. för säkerhetsrelevanta uppgifter där ventiler behöver koppla avsevärt snabbare än i processen. ”Där reagerade Bürkert snabbt och smidigt” glädjer sig Rönn. Därför kommer expertisen att ha kemikalieföretagets fortsatta förtroende vid kommande projekt.