Eichfähige Wägesysteme in offenen Automatisierungsanwendungen

Wägetechnik spielt in vielen Bereichen der Logistik und im Handel eine wichtige Rolle. Wenn beispielsweise Schüttgüter abgefüllt oder verladen werden, sind häufig eichfähige, selbsttätige Waagen im Einsatz. Um diese flexibel in Abfüll- oder Verladeanlagen integrieren zu können, bietet der Messtechnikspezialist HBM Komponenten und Systeme für die Wägetechnik an. Beispiel hierfür sind die digitalen Waagenelektroniken. Optionale Anybus-Module, mit denen sich verschiedene Feldbus-Schnittstellen realisieren lassen, erleichtern hierbei die Einbindung in unterschiedlichste Automatisierungsarchitekturen.

Wägetechnik muss speziell im Handel und der Logistik eichfähig sein.

In Deutschland sind für den Einsatz im gewerblichen Bereich nur geeichte Waagen zulässig. Zweck der Eichung (Konformitätsfeststellung) ist es unter anderem: „... im Interesse eines lauteren Handelsverkehrs die Voraussetzungen für richtiges Messen im geschäftlichen Verkehr zu schaffen“ (www.eichamt.de). Die Versuchung, Waagen zu manipulieren, ist überall da groß, wo Handel mit gewogenen Gütern betrieben wird. Über selbsttätige Waagen werden beispielsweise beim Entladen eines Schiffs schnell Güter im Wert von einigen Millionen Euro verwogen. In Deutschland und in der Europäischen Union gelten daher eine Reihe von Vorschriften und Gesetzen, die dafür sorgen sollen, dass alle im gewerblichen Bereich verwendeten Waagen geeicht sind. Die Anforderungen der europäischen Messgeräterichtlinie MID 2004/22/EG werden dabei in Deutschland durch das Eichgesetz in nationales Recht umgesetzt.

Vorteile digitaler Wägetechnik

In modernen Waagen kommen heute immer häufiger digitale Wägezellen, wie zum Beispiel die FIT®-Wägezellen (Fast Intelligent Transducer) von HBM, zum Einsatz. Der gemessene Wert wird hierbei direkt in der Wägezelle digitalisiert und anschließend an eine Anzeige- bzw. Auswerteeinheit – die so genannte Waagenelektronik – übertragen. Die digitale Datenübertragung bietet den großen Vorteil, dass Störungen auf den Messleitungen praktisch ausgeschlossen sind.

Um zu verhindern, dass der Messwert bei der Übertragung manipuliert werden kann, ist die Verschlüsselung des Messwerts ein geeignetes Mittel. Die digitalen Waagenelektroniken DIS2116  von HBM erlauben in Verbindung mit den digitalen Wägezellen zum Beispiel vom Typ C16i den Aufbau von eichfähigen und manipulationssicheren Waagen. Die Datenübertragung von den Wägezellen zur Waagenelektronik erfolgt dabei in verschlüsselter Form. Verwendet wird hierbei der Verschlüsselungsstandard AES (Advanced Encrypton Standard) mit einem 256-Bit-Schlüssel. Durch den Einsatz dieses modernen Verschlüsselungs-Algorithmus werden unter anderem die Anforderungen des WELMEC-Leitfadens 7.2 erfüllt. Manipulationen bei der Datenübertragung sind dadurch ausgeschlossen, so dass die Eichfähigkeit einer Waage stets gewährleistet ist.

Die digitale Signalübertragung bietet aber noch weitere Möglichkeiten: Dazu zählt beispielsweise die Übertragung der Daten über ein kabellos arbeitendes Übertragungssystem. Die Aufnehmer sind dadurch automatisch galvanisch getrennt und gleichzeitig ist eine größere räumliche Trennung zwischen Aufnehmer und Waagenelektronik möglich. Da die digitalen Wägezellen außer den aktuellen Messwerten auch noch Status- und Fehlermeldungen übertragen, lässt sich gleichzeitig ein Asset- bzw. Facility-Management sehr einfach realisieren. Fehlerhafte Aufnehmer können so leicht identifiziert und bei Bedarf sehr einfach ausgetauscht werden. Der Aufwand für Wartung und Instandhaltung lässt sich dadurch deutlich senken.

Die optional erhältlichen Anybus-Module für die digitalen Waagenelektroniken DIS2116 erlauben die einfache Integration der Wägetechnik in Automatisierungssysteme unter verschiedenen Feldbussystemen.

Kommunikation mit Steuerungssystemen

Gerade im industriellen Bereich sind Waagen oft in automatisierte Systeme, beispielsweise auf Basis einer SPS, eingebunden. So genannte selbsttätige Waagen arbeiten dabei häufig, ohne dass ein Bediener eingreifen muss. Der Messvorgang startet und stoppt automatisch. Neben der Manipulationssicherheit ist es bei solchen Waagenanwendungen daher besonders wichtig, dass die eingesetzte Wägetechnik problemlos über die üblichen Schnittstellen und Bussysteme mit der Steuerung kommunizieren kann. Denn diese steuert einerseits die Funktionen der Waage und liest andererseits die gemessenen Werte aus und verarbeitet sie weiter.

In seinen digitalen Waagenelektroniken DIS2116 setzt HBM jetzt die Anybus-Technologie der HMS Industrial Networks GmbH ein. In einem kleinen optionalen Modul, das einfach auf der Rückseite in die Waagenelektronik eingeschoben wird, ist die gesamte Feldbusanbindung untergebracht. Der große Vorteil des Systems liegt in der einfachen Austauschbarkeit. Ohne kundenspezifische Sonderlösungen für die Feldbusanbindung realisieren zu müssen, kann mit den Waggenelektroniken einfach ein zusätzlicher Feldbus verwendet werden.

Zurzeit bietet HBM Anybus-Module für CANopen, Profibus DP, Profinet IO und Modbus TCP (Ethernet) an. Möchte ein Systemintegrator beispielsweise eine Waage, die er bereits in einer Umgebung mit CANopen als Bussystem implementiert hat, nochmals in einer Umgebung mit Profibus DP realisieren, ist der Aufwand minimal. Es ist lediglich das passende Anybus-Modul notwendig – am Aufbau der Waage und an der Software sind praktisch keine Änderungen notwendig.

Digitale Wägetechnik einfach integrieren

Der Messtechnik-Spezialist HBM bietet als kompetenter Systempartner in der Wägetechnik sämtliche Komponenten für eichfähige industrielle Anwendungen an – von der Wägezelle bis zur Waagenelektronik. Damit lassen sich praktisch alle industriellen Wägeanwendungen realisieren.

Die umfangreichen Möglichkeiten, die die Waagenelektronik DIS2116 insbesondere im Bereich der Kommunikation bietet, vereinfachet die Integration der Wägetechnik in eine übergeordnete Steuerungsarchitektur beispielsweise auf SPS-Basis. Durch die optionalen Anybus-Module lassen sich unterschiedlichste Anwendungen mit verschiedenen Feldbus-Systemen schnell und flexibel realisieren.

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