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18 | 01 | 2018
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Fahrzeug-PCs für Schmelzöfen
Seit Mitte 2012 setzt der Aluminiumhersteller TRIMET zur effizienten Steuerung seiner logistischen Prozesse während der Schmelzvorgänge das mobile Fahrzeugterminal VMT 6010 von ads-tec ein. Beratungs- und Realisierungspartner ist der Auto-ID-Spezialist AISCI Ident.

Beim Erschmelzen von Aluminium und der dabei auftretenden elektrochemischen Zersetzung herrschen zum Teil extreme Anforderungen an Mensch und Maschine. In der 750 Meter langen Aluminium-Hütte von TRIMET in Essen stehen zweireihig mehrere Schmelzöfen hintereinander, die eine enorme Hitze produzieren. „Per Elektrolyse produzieren wir flüssiges Aluminium", erklärt Kay Jaschek, Prozessingenieur bei TRIMET Aluminium, die logistischen Besonderheiten seines Geschäfts. „Zum Einen beliefern wir damit unsere Gießerei und zum Anderen externe Kunden mit Flüssigmetall – welches dann eine Temperatur von rund 920 Grad Celsius hat."
Staplerterminals optimieren Absaug-Applikation
Die Materialentnahmen des flüssigen Aluminiums aus den Öfen erfolgt mit verschiedenen Fahrzeugen in zwei Schritten. Zunächst meißeln sogenannte Krustenbrecher die harte Schicht, welche sich oben auf dem Material ablagert, auf. Anschließend saugen spezielle Wagen das Flüssig-Aluminium ab.

Die neuen, derzeit 17 im Einsatz befindlichen Staplerterminals VMT 6010 von ads-tec optimieren seit April 2013 das Absaugen der Öfen. Auf der einen Seite wird durch die genauere Metallentnahme der chemische Prozess bei der Aluminium-Schmelze stabilisiert und auf der anderen Seite fehlerhafte Handeingaben der Mitarbeiter vermieden. „Zurzeit verarbeiten wir lediglich die Eingaben der Mitarbeiter auf den Krustenbrecher-Fahrzeugen, welches die ca. 30 cm dicke, harte obere Schicht auf dem Aluminium aufbricht", erklärt Kay Jaschek. „„Er kommuniziert über WLAN über den Elektrolyseserver mit der Ofensteuerung." Zukünftig sei ein Einsatz auch für die Saugwagen geplant. „Elementar hierbei ist ebenfalls die Kommunikation mit der Datenbank via Wireless LAN", so Jaschek. „Das Gewicht des abgesaugten Metalls wird mit einer Waage bestimmt, die Waage wird dann über Ethernet ausgelesen und neu geeicht."Sobald in diesem nächsten Schritt die Absaug-Applikation vollständig entwickelt ist, werden die Terminals noch höheren Temperaturen ausgesetzt sein. Im Saugfahrzeug will TRIMET dann versuchen, die Terminals direkt an der Oberkante des Tiegels, lediglich durch eine Scheibe der Fahrerkabine getrennt, anzubringen. Erfahrungen mit dieser Art der Installation lägen derzeit allerdings noch nicht vor.

Die Terminals von ads-tec müssen den extremen Umgebungseinflüssen in Form von Erschütterung, Staub oder Hitze trotzen. So steigt die Temperatur bei Öffnung der Schmelzöfen naturgemäß sehr schnell um einige hundert Grad an – die Umgebungstemperatur in der Halle ist dagegen relativ kalt. Diese Belastungen müssen sowohl die Geräte als auch die Staplerfahrer aushalten. „Außerdem bringen die sehr starken elektro-magnetischen Felder der Elektrolyse für elektronische Geräte extreme Nachteile wie Displayausfälle oder Überspannungsschläge mit sich", sagt Timo Kohlmeier, Projektleiter auf Seiten des Realisierungspartners AISCI Ident. „Aus diesem Grund kamen nicht sehr viele Terminals am Markt in Frage, die Geräte von ads-tec sind entsprechend robust und für diese harten Anwendungsbedingungen geeignet."
Hardware soll zukünftig noch intensiver genutzt werden
Für die angedachte Erweiterung der Anwendung direkt an der Tiegel-Oberkante besitzen die Fahrzeuge heute schon die notwendige Hardware, die zukünftig noch effizienter genutzt werden soll. So sei beispielsweise in jedem Saugfahrzeug bereits eine Waage integriert, die während des Saugvorgangs permanent das Gewicht des entnommenen Metalls ermittelt. Zurzeit überwacht noch der TRIMET-Mitarbeiter das Sauggewicht und bei Erreichen des Sollgewichtes wird ein Ventil im Fahrzeug von Hand geschlossen, um den Saugvorgang zu beenden.
„In Zukunft wollen wir die Waage auch direkt mit dem Terminal vernetzen", sagt Jaschek. „Diese kann dann auf ein bestimmtes Abfüllgewicht eingestellt werden, bei dessen Erreichen sie automatisch das Schließen des Ventils veranlasst." Um diese Funktionalität nutzen zu können, ist es notwendig, mit der Waage kommunizieren zu können. Aufgrund der vorhandenen Ethernet-Schnittstellen könne das Waage-Terminal relativ problemlos an das VMT angeschlossen werden. Dies sei bei den zuvor eingesetzten Funkgeräten so nicht möglich gewesen.
Mobile Terminals schließen Störungen im chemischen Prozess im Vorfeld aus
TRIMET wollte die zuvor bestehende Terminallösung eins zu eins ersetzen und deutlich modernisieren. „Bei dem alten System handelte es sich um einen umgebauten Schmalband-Taxifunk", erklärt Jaschek. „Die Terminals hatten eine eingebaute Terminalemulation mit einem 8-Zeilen-Display und arbeiteten demnach direkt auf dem Zentralrechner unter einem spezifischen Benutzerkonto." Für die Einführung der Staplerterminals musste zunächst ein funktionsfähiges WLAN-System in den drei Elektrolysehallen von TRIMET installiert werden. Eine ganz besondere Herausforderung, denn Funk kann auch hier bei starken Magnetfeldern schnell in seiner Qualität beeinträchtigt werden. Anschließend mussten die Prozesse auf dem Zentralrechner geändert werden.

Sobald der chemische Prozess durch die Metallentnahme gestört wird, drückt sich dies in der Regel durch die sogenannte Unruhe aus. Diese gibt den Spannungsverlauf über einen bestimmten Zeitraum wieder. „Umso unruhiger der Ofen ist, desto mehr wechselt die Spannung in diesem Zeitraum", sagt Jaschek. „In aller Regel wird dadurch deutlich mehr Energie verbraucht." Mit Hilfe der intelligenten mobilen PCs kann diese Störung des chemischen Prozesses im Vorfeld bereits ausgeschlossen werden – ein großer Vorteil für den Aluminiumhersteller im internationalen Wettbewerb. „Wichtig war uns darüber hinaus, dass die Touchscreens der Terminals auch mit Handschuhen bedient werden können", sagt Jaschek. „Denn dadurch bleibt den Mitarbeitern das ständige Aus- und Anziehen von Handschuhen in dieser rauen Industrieumgebung erspart."

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AISCI Ident GmbH
Michael Mannel
Asper Straße 29
32108 Bad Salzuflen