Für fluidisierbare Stoffe wie Pulver, Granulate, Sande etc. bietet sich für den Transport eine pneumatische Förderung als sichere und saubere Lösung an. Über sogenannte Kupplungsbahnhöfe lassen sich die Stoffströme dann leicht auf die jeweils erforderlichen Anlagen, Reaktoren oder Mischer verteilen. Oft werden die Schläuche manuell angeschlossen und umgesteckt. Das ist zwar preiswert, allerdings gab es bisher keine einfache automatische Kontrolle, um falsche Anschlüsse oder fehlende Schläuche bzw. Abschlusskappen zu erkennen. Eine nachvollziehbare Qualitätskontrolle war so kaum möglich.
  Mit RFID-Tags und Schreib-/Leseköpfen mit ­IO-Link lassen sich nun alle Komponenten erkennen, eindeutig zuordnen und automatisch überwachen. So ist eine durchgängige Qualitäts- und Ablaufkontrolle auch bei großen Anlagen gewährleistet. Im Zeitalter elektronischer Steuerungen mit Wartungsfunktionen und Online-Qualitätsüberwachung sind auch bei hydraulischen Aggregaten zunehmend Sensoren gefragt, die den speziellen Anforderungen der Hydraulik gerecht werden. Schließlich gehören richtig ausgelegte Hydrauliksysteme zu den robustesten Systemen im Anlagenbau. Daher müssen auch die eingesetzten Sensoren selbst unter rauesten Bedingungen ihre Widerstandsfähigkeit beweisen.
  Ob bei Massenprodukten wie in der Lebensmittel-, Kunststoff- oder Keramikverarbeitung oder bei besonders sensitiven Produktionen in der Pharma- und Biotechnologie, die saubere, zuverlässige pneumatische Schüttgutförderung hat sich in vielen Bereichen durchgesetzt. Ähnlich dem Schienenverkehr erlauben Rohrweichen und Kupplungsbahnhöfe eine einfache Verteilung der Förderströme nach Bedarf (Abb. 1). Eine Einbindung in automatische Rezepturabläufe mit hundertprozentiger Kontrolle ist dabei jetzt ebenfalls möglich. Robuste RFID-Tags und Schreib-/Leseköpfe mit IO-Link von Contrinex erlauben nun die automatische Überwachung von Schlauch und Rohrausgang (Abb. 2). So ist eine eindeutige Zuordnung gemäß Rezepturvorschrift immer sichergestellt und rückverfolgbar.
  Hygienisch und sicher
  Die Förderung im geschlossenen System einer Rohrleitung bietet viele Vorteile. Beim Übergang vom Rohr zur Umwelt besteht jedoch immer die Gefahr von Kontamination durch austretendes Gut oder eindringende Fremdstoffe, ebenso beim Anschluss von Rohren an andere Systeme. Diese Schnittstellen zur Umwelt gilt es daher besonders zu überwachen. Im einfachsten Fall verzweigt ein Förderrohr wie bei einer Weiche. Wird dabei nur jeweils ein Produkt entnommen und auch im Ziel nur ein Gut entgegengenommen, so muss trotzdem sichergestellt sein, dass bei Abnehmen des Verbindungsschlauchs per Schnellkupplung das jeweilige ­Förderrohrende wieder sicher verschlossen ist. Dazu gibt es im allgemeinen Endkappen, die ebenfalls per Schnellkupplung die Rohrleitung entsprechend schützen.
  Werden in Kupplungsbahnhöfen gleich mehrere unterschiedliche Güter zusammengeführt und weiterverteilt, müssen alle Komponenten nicht nur auf den richtigen Sitz, sondern auch auf eine hundertprozentig richtige Zuordnung von Ausgang und Empfänger überwacht werden (Abb. 3). Bislang wurden dafür die einzelnen Fördermittel über Schnellkupplungsschläuche manuell verbunden und der Vorgang vom Mitarbeiter quittiert. Eine automatische Überwachung des Prozesses durch die Steuerung war nicht möglich. Mit dem Einsatz von RFID Schreib-/Leseköpfen ist dieses Problem gelöst, auch die manuellen Arbeitsschritte können nun kostengünstig automatisch überwacht und bei auftretenden Abweichungen eine Warnung ausgegeben bzw. die Verbindung gesperrt werden.
  Praxisorientiert kontrollieren
  Um die unterschiedlichen Anschlüsse sicher zu kodieren und alle zulässigen Verbindungsmöglichkeiten in der Steuerung hinterlegen zu können, eignen sich berührungslose RFID-Tags und robuste Schreib-/Leseköpfe (SLK) besonders. Dazu wird an jedem Rohrausgang je ein SLK montiert, an der Rohrendkappe oder am Verbindungsschlauch ein RFID-Tag. Je nach Ausführung von Lesekopf und Tag sind so Erkennungsabstände von rund 60 mm zu erzielen. Das bedeutet, schon bevor eine Verbindung überhaupt hergestellt ist, kann die Steuerung erkennen, ob der Anschluss mit der Vorgabe übereinstimmt und gegebenenfalls warnen. Auf der anderen Seite wird nach dem Abkoppeln geprüft, ob die Rohrleitung auch wieder hygienisch dicht verschlossen wurde, sprich die richtige Blindkappe auf die Rohrleitung gesetzt wurde. Da alle Daten direkt über I/O-Link übermittelt werden, stehen diese direkt für Fehlererkennung oder auch für ein nachvollziehendes Datalogging zur Verfügung.
  Leicht zu installieren
  Die SLK in runden Gehäusen von M18 bis M30 mit Metallgewinden und integriertem M12 Steckverbinder sind für raue Umgebungsbedingungen sehr robust ausgeführt. Sie sind mit allen nach ISO/IEC 15693 zugelassenen RFID-Tags kompatibel. Die SLK werden einfach am jeweiligen Rohrstutzenende so befestigt, dass die Kupplung oder Kappe erst dann mechanisch einrastet, wenn der Erkennungsvorgang schon beendet ist. In der Basic-Variante arbeiten die Sensoren in Daisy-Chain-Topologie mit dem proprietären Contrinet-Protokoll, dabei sind bis zu 254 Schreib-Lesemodule in Serie möglich. Das spart Installationszeit und Verkabelungsaufwand.
  In der IO-Link-Ausführung sind alle SLK in Punkt zu Punkt Topologie und Standard IO-Link Protokoll vernetzt. Sie können per IO-Link in zwei Modi konfiguriert werden. Die SLK arbeiten so entweder als IO-Link Module mit erweiterten Möglichkeiten für die Datenerfassung („Transponder vorhanden“, „Datenübertragung OK“, „Alarmsignal“) oder bei einer lokalen Steuerung mit reduziertem Funktionsumfang als smarter Präsenzsensor. Der Mode kann aber auch lokal über einen RFID-Master-Tag umgeschaltet werden, der während des Startvorgangs einfach auf den jeweiligen Sensor gelegt wird.
  Je nach RFID-Tag (9, 16, 20 und 30 mm Durchmesser) an der Schlauchseite bzw. der Endkappe können unterschiedliche Schreib-/Leseabstände gewählt werden. So erlaubt der kleinste Tag einen Leseabstand von 0 bis 14 mm, während die größte Ausführung mit 30 mm Durchmesser bis zu 60 mm Leseabstand ermöglicht. Der einheitliche Aufbau und die Standardkommunikation erlaubt einen anlagenweiten Einsatz und reduziert die Ersatzeilvielfalt drastisch. Muss eine IO-Link-Komponente getauscht werden, wird diese einfach aus der Ferne parametriert.
  Mit der neuen RFID-Überwachung der Anschlüsse werden menschliche Fehler beim Umstecken von Schlauchanschlüssen sofort erkannt und es kann automatisiert darauf reagiert werden. Störungen und Fehler werden so vermieden, Sicherheit und Produktivität steigen und der gesamte Prozess ist in allen Details über die erfassten Verbindungsdaten rückverfolgbar.