Erschienen am: 07.09.2017, Ausgabe SPS-MAGAZIN 9 2017

80GHz-Radarsensor ersetzt Siloverwiegung

Nachhaltiger Eindruck

Pünktlichkeit ist oberstes Gebot beim Baustoffzulieferer Sto. Zwingende Voraussetzung hierfür sind verlässliche Daten in Bezug auf Rohstoffe und Fertigprodukte. Die Messwerte aus den Silos liefert nun ein 80GHz-Radarfüllstandmessgerät.


Wie schmal die Silos sind und warum der Vegapuls 69 mit seinem schmalen Strahlwinkel überzeugt, sieht man auf diesem Foto: Für den Einbau des Messgerätes bleibt kaum Platz.
Bild: Vega Grieshaber KG

Wie eine schützende Haut legen sich Putze auf Fassaden. Dabei sorgen sie nicht nur dafür, dass Farben auf Gebäuden den richtigen Ton bekommen und die Oberfläche eine bestimmte Struktur erhält, sondern diese spielen beim Klimaschutz eine wesentliche Rolle. Die Produkte von Sto, Stühlingen, werden erfolgreich zur Fassadendämmung eingesetzt. So haben von 1965 bis 2015 Sto-Fassadendämmsysteme Heizenergie eingespart, die 85Mrd. Ltr. Öl entspricht. So sind rund 264Mio. t CO² erst gar nicht in die Atmosphäre gelangt. Beim Thema Putz gilt es unterschiedlichste Klimazonen, Bau- und Verarbeitungsvorschriften sowie Ideen von Architekten und Bauherren zu berücksichtigen. Es verwundert nicht, dass das Unternehmen rund 30.000 verschiedene Produkte im Portfolio hat. Der Sto-Standort in Tollwitz beliefert Mittel- und Norddeutschland mit Trockenprodukten, beispielsweise Klebe- und Verbundwerkstoffe, auf denen anschließend die Farbe oder Putze für die Fassadendämmung aufgebracht werden. Die Belieferung mit Rohstoffen und der Abtransport der fertigen Produkte müssen schnell gehen. Die Disposition muss sehr genau wissen, welcher Rohstoff in welchen Mengen, wann zur Verfügung steht; gleiches gilt für die fertigen Produkte. Trotz der beeindruckenden Betriebsgröße hat das Lager seine Grenzen. Untergebracht sind die Produkte in verschiedenen Silos. Während in den Rohstoffsilos Sande und Zemente lagern, sind im angrenzenden Nebengebäude die Fertiggutsilos untergebracht. Für die Bestandsaufnahme sind diese mit Wägezellen ausgestattet. Allerdings waren diese Messungen nicht immer zuverlässig. Differenzen von zwei oder mehr Tonnen waren an der Tagesordnung. Problematisch war das hohe Eigengewicht der Silos mit über 100t. Wurden diese beladen, gab es häufig Messungenauigkeiten.

Sensor mit schneller Reaktionszeit

Sto informierte sich auf dem Markt über verschiedene Systeme. Schnell war klar, dass nur die Radarmesstechnik in Frage kommt und man wurde auf den 2014 auf dem Markt eingeführten Vegapuls 69 aufmerksam. Trotz fehlender Erfahrung mit Vega baute man das Radarmessgerät Mitte 2015 probehalber ein. Der Radarsensor wird inzwischen in mehr als 10.000 Anlagen weltweit eingesetzt. Sein Pluspunkt ist die hohe Sendefrequenz von 80GHz und eine Antennengröße von knapp 75mm mit einem Öffnungswinkel von 4°. Dadurch misst der 80GHz-Strahl an Einbauten oder Anhaftungen an der Behälterwand sicher vorbei. Der Sensor hat sich in der zweijährigen Marktpräsenz vor allem in der Baustoffindustrie bewährt, in der häufig sehr schlanke, hohe Silos eingesetzt werden. Neben dem schmalen Öffnungswinkel waren noch andere Kriterien ausschlaggebend. Das Messgerät sollte auch kontinuierlich messen und sich vor allem von Befüll- und Entleervorgängen nicht beeindrucken lassen. Ein weiterer Aspekt war die Setzkurve: Beim Beladen der Silos werden erhebliche Mengen Luft mitgeführt, so dass ein Messgerät schnell reagieren muss. "Es dauert manchmal nur eine Minute, bis weiteres Material eingefüllt wird. Wir benötigten also ein Messverfahren, das schnell misst", so Sto. Außerdem bedarf es einem unkomplizierten Messgerät, das mit einer veränderten Schüttdichte zurechtkommt.

App erleichtert Montage

Nach der dreimonatigen Testphase wurde der Radarsensor genau überprüft und überzeugte auf ganzer Linie. Daher fiel die Entscheidung, nicht nur die Fertiggutsilos damit auszustatten, sondern auch die Rohstoffsilos. Ziel war es, überall das gleiche Messgerät einzusetzen, um ein Plug&Play zu ermöglichen. Die Montage benötigte einige Vorbereitungen, da keine Strom- und Profibusleitungen oder Flansche auf den Silos vorhanden waren. Diese mussten zunächst installiert und die Steuerung entsprechend angepasst werden. Die Montage der Sensoren selbst war dagegen kein Problem und wurde in zwei Tagen von Sto eigenhändig erledigt. Nicht zuletzt dank der Montage-App für das Smartphone. Mit Hilfe einer App lässt sich der Neigungswinkel für die Installation des Messgerätes einstellen. Dafür wird das Smartphone einfach auf das Gerät gelegt, so dass sich der Sensor schnell und optimal ausrichten lässt.

Messung von Rohstoffen mit geringer Schüttdichte

Fast alle Sensoren arbeiteten von Anfang an zuverlässig und lieferten genaue Messwerte. Da die Geräte einen prozentualen Füllgrad anzeigen, rechnet ein Programm diese Werte in Tonnagen um. Weitere Sicherheit liefert die Bestandsführung. Nur das Silo, in dem Rohstoffe mit geringer Schüttdichte gelagert werden, bereitete etwas mehr Kopfzerbrechen. Diese sind schwierig zu messen und bisher hatte kein Sensor zuverlässig funktioniert. Die Nähte des Silos erzeugten beispielsweise Stör-echos. Bereits die Echokurven des leeren Silos sind recht komplex. "Zusammen mit Vega haben wir den Sensor etwas anders positioniert und die Ausrichtung geändert. Außerdem haben wir die Parameter noch einmal angepasst. Seitdem funktioniert auch diese Messstelle zuverlässig." Für Sto war bei der Auswahl die hohe Funktionalität des Sensors entscheidend, dass dieser sich schnell an die Gegebenheiten anpasst und selbst bei gleichzeitigem Befüllen und Entleeren die Messwerte der Silos immer noch zuverlässig anzeigt. Darüber hinaus überzeugte auch der Service: "Wir hatten bei Fragen immer sofort den richtigen Ansprechpartner."