Sicherer Betrieb in jeder Gießerei

Sicherer Betrieb in jeder Gießerei

 

In der Welt der Automatisierung spielt Sicherheit eine große Rolle. Dies gilt sowohl für den Schutz der Mitarbeiter an den Maschinen als auch für den sicheren Betrieb der Anlagen. Mit der immer weiter zunehmenden Komplexität der Maschinen und Anlagen steigen auch die Anforderungen an die funktionale Sicherheit. Der Sicherheitsstandard für den Betrieb von Maschinen und Anlagen wird definiert durch das neu konzipierte „ABP Basic Safety Paket“.

Es bietet ein hohes Maß an Sicherheit und Schutz. Schon heute ist es Teil der Grundausstattung jeder neuen ABP-Anlage. Für Anlagen älteren Datums gilt: Mit dem „ABP Basic Safety Paket“ ist die Anlage wieder auf dem neuesten Stand der Technik – sie kann sicher und effektiv betrieben werden. Das ABP Basis-Paket ist so konzipiert, dass es auch für Nachrüstung in bestehenden Anlagen geeignet ist – für eine Reduzierung der Stillstandszeiten, eine lange Maschinenlebensdauer und mehr Sicherheit für die Mitarbeiter.

„ABP Basic Safety Paket“ als Basisschutz für den Anlagenbestand

Das „ABP Basic Safety Paket“ ist ein wichtiger Basisschutz für den Anlagenbestand. Zum Paket gehören die Erdschlussüberwachung GD 05, die Diagnosefunktion für GD 05, eine erweiterte Erdschlussüberwachung GD 05 für TWIN-POWER®-Anlagen, die Ableitstrommessung LCM, die Igelspule und die Test Baderde.

Mit „ABP Advanced Safety Paket“ auf alle Eventualitäten vorbereitet

Um sicherzustellen, dass Gießerei-Betreiber auf alle Eventualitäten vorbereitet sind, hat ABP das „ABP Advanced Safety Paket“ entwickelt. Das ist ein Upgrade des Basis-Pakets und enthält wichtige Sicherheitsmerkmale für einen nahezu vollständigen Schutz.
Dazu gehört ein automatisches System zur Überprüfung der Baderdung, eine Lokalisierung von Jochisolationsfehlern im mechanischen Bereich sowie die Feststellung einer potenziellen Metalldurchdringung.

Komplettiert durch ABP Digital Solutions

Komplettiert wird das Konzept mit den „Digital Solutions“ von ABP. Gießerei-Betreiber können ihre Anlagen mit den digitalen Lösungen von ABP verbinden und somit Industrie 4.0-fähig ausgestalten. Das gibt ihnen die Möglichkeit zur Zustandsüberwachung und Unterstützung bei Fernwartung und -reparatur. Mit diesen Lösungen bietet ABP auch Reparatur-, Upgrade- und Überholungsdienste für Anlagen anderer Hersteller an. Die digitalen Services ermöglichen eine noch bessere Anlagenverfügbarkeit dank vorausschauender Instandhaltung und noch schnelleren Service durch den „digital Expert on Demand“ (dEoD).

Die Komponenten des „ABP Basic Safety Pakets“

– Erdschlussüberwachung GD 05: Der “Ground Detector 05” misst den elektrischen Widerstand zwischen der Induktionsspule und der Metallschmelze. Voraussetzung für eine zuverlässige Funktion ist die ordnungsgemäß installierte Bodenantenne, die einen elektrischen Kontakt mit der Schmelze herstellt. Fällt der Isolationswiderstand unter einen bestimmten Wert (0,7 kOhm), so wird auf dem “Ground Detector 05” „Ground Fault“ („Erdschluss“) angezeigt. In diesem Fall wird ein Fehlersignal an die SPS gesendet, die dann den Umrichter abschaltet. Darüber hinaus können Kabelbrüche innerhalb des Messsystems durch den “Ground Detector Type 05” erkannt werden.

– Erdschlussüberwachung GD 05 mit Diagnosefunktion: Der „Ground Detector 05“ misst den elektrischen Widerstand zwischen der Induktionsspule und der Metallschmelze. Voraussetzung für eine zuverlässige Funktion ist die ordnungsgemäß installierte Antenne, die einen elektrischen Kontakt mit der Schmelze herstellt. Fällt der Isolationswiderstand unter einen bestimmten Wert (0,7kOhm), so wird auf dem „Ground Detector 05“ „Ground Fault“ („Erdschluss“) angezeigt. In diesem Fall wird ein Fehlersignal an die SPS gesendet, die dann den Konverter abschaltet. Darüber hinaus können Kabelbrüche innerhalb des Messsystems durch den „Ground Detector Type 05“ erkannt werden.

– Erweiterte Erdschlussüberwachung GD 05 für WinPower-Anlagen: Bei TwinPower-Anlagen werden die beiden vorhandenen Erdschlussüberwachungen im Betrieb deaktiviert, da sie sich gegenseitig beeinflussen können. Um die Anlage sicher zu betreiben, wird zusätzlich eine Ableitstrommessung zwischen den Öfen installiert, der das System während des Betriebs auf Spannungsüberschläge überwacht. Um die Schmelzanlagen in jeder Betriebsphase – von niedriger bis hoher Leistung, beim Sintern oder Schmelzen – noch sicherer zu machen, wird eine dritte Erdschlussüberwachung in Kombination mit der Ableitstrommessung eingesetzt.

– Ableitstrommessung LCM: Ein zusätzlicher Sicherheitsschutz im Umrichter erkennt sehr schnell Spannungsüberschläge (z.B. von Spule zu Masse). Die Ableitstrommessung ist Immer aktiv, Standard bei TwinPower-Systemen  –  und neu bei SinglePower-Systemen.

– Igelspule: Sie ist dazu da, einen Erdschluss zu melden, bevor die Schmelze die Spule erreicht. Sie ist Teil der Erdschlusserfassung. Dabei werden Kupferbolzen an der Spule befestigt und durch den Spulenputz abgedeckt. Das elektrische Potential der Spule wird in Richtung des Tiegels bewegt. Im Falle einer Metalldurchdringung kontaktieren Schmelzzunge und/oder Schmelzplatte die Bolzen, bevor sie mit der Spule in Berührung kommen. Die Erdschlussüberwachung kann den Fehler früher erkennen und den Umrichter abschalten, bevor die Spule mit dem flüssigen Metall in Berührung kommt.

– Test Baderde: Mit dem manuellen Bad-Erdungs-Prüfsystem ist es zu möglich zu überprüfen, ob die Schmelze geerdet ist, da die Erdschlussüberwachung nur bei einer ordnungsgemäß geerdeten Schmelze funktioniert. Nach dem Sintern der Feuerfestauskleidung des Ofens ist es die Pflicht der bedienenden Person zu prüfen, ob die Erdungsantenne richtig installiert ist, indem er/sie einen Metallstab über die Krokodilklemme mit dem Gerät „manuelle Bad-Erdungsprüfung“ verbindet. Am Gerät zeigen Dioden den Zustand der Erdung an.

Die Komponenten des ABP Advanced Safety Pakets

– Automatische Test Baderde: Um sicherzustellen, dass die Erdschlussüberwachung ordnungsgemäß funktioniert, ist es wichtig, dass das Bad geerdet ist. Das aktuelle Sicherheitssystem wurde so entwickelt, dass automatisch getestet wird, ob die Erdung des Bades vorhanden ist. Der Vorteil ist, dass diese Prüfung unabhängig vom Bediener durchgeführt wird und nicht vergessen werden kann, was ein großer Vorteil im Hinblick auf den sicheren Betrieb des Ofens ist.

Zusätzlich zur Baderdung wird eine zweite isolierte Erdungsantenne installiert. Diese isolierte Erdungsantenne ist mit einer Überwachungseinheit mit einem Relais ausgestattet. Durch Schließen dieses Relais kann geprüft werden, ob eine Verbindung von der Testantenne zur normalen, geerdeten Antenne besteht. Somit kann sichergestellt werden, dass die Schmelze ordnungsgemäß geerdet ist.

Die Überwachungseinheit wird von der SPS gesteuert. In jeder Schicht (alle 8 Stunden) wird ein automatischer Test durchgeführt. Das Ergebnis dieser Prüfung wird im Schmelzprotokoll gespeichert.

Diese Nachrüstung kann nur unmittelbar vor einer neuen feuerfesten Auskleidung durchgeführt werden. Eine zusätzliche Durchführung im Ofenboden für die Testantenne ist erforderlich.

– Erdschlusslokalisator: Im Falle eines Erdschlusses unterstützt die mechanische Blechpaketüberwachung mit folgender Routine. Das Erdungskabel ist auf eine Klemmleiste (Kupferschiene) verdrahtet. Im Falle eines Erdschlusses kann geprüft werden, ob dieser zwischen den Jochen und der Spule liegt, indem die Verschraubung des Kabels zwischen der Erdung und der Klemmleiste geöffnet wird. Wenn der Erdschluss nach dem Lösen dieser Schraube verschwindet, sind die Joche der Ursprung des Fehlers. Danach kann geprüft werden, welches der Joche den Erdschluss verursacht. Dazu können die Schrauben an der Klemmleiste nacheinander gelöst werden. Wenn das fehlerhafte Joch dann nicht mehr geerdet ist, wird die Erdschlussüberwachung den Fehler nicht mehr anzeigen. Mit der Jochisolationsfehlerlokalisierung (Blechpaketüberwachung) kann die Ausfallzeit bei der Suche nach dem Erdungsfehler massiv reduziert werden. Da die Joche isoliert werden müssen, kann diese Funktion nur während einer Wartung des Ofens installiert werden.

– Tiegelverschleiss Trendüberwachung: Das neuralgische Teil eines Tiegelofens ist der gesinterte keramische Tiegel. Dieser unterliegt bei jedem Schmelzvorgang einem Verschleiß und dünnt in der Regel über die Zeit aus. Die elektrischen Werte der Anlage verändern sich in Abhängigkeit der Dicke des Tiegels und können somit einen Hinweis auf die Verschleißsituation geben. Durch die Überwachung dieser Werte und ihrer Veränderungstendenz hilft das INTEGRAL-System den Betreibern, die Wartung bzw. die Neuzustellung des Ofens zu planen. Zu einem fest definierten Zeitpunkt misst das INTEGRAL -System die Wirkleistung, die Spannung des Ofens, die Frequenz des Schwingkreises, das Gewicht und visualisiert diese Werte in einem Trenddiagramm.