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Umweltsimulationsanlagen
Dosierungs- und Analytiksysteme


Schlüsselwörter:
Dosierungs- und Analytikanlagen - Feuchte - Folgeregelung - Forschung & Entwicklung - Klima - Leitwarte - Messtechnik - Prozessleittechnik - Regelungstechnik - Schadgaskonzentrationen - Simulationsanlagen - Softwaresimulation - Steuerungstechnik - Streckenuntersuchung - Temperatur - Umwelt - Versuchsanlagen

 

Im Bereich der Umwelttechnik planen und realisieren wir Dosierungs-, Analytik- und Simulationsanlagen. Die Anlagen werden von der Industrie zur Qualitätssicherung der laufenden Produktion und von der Wissenschaft zur Grundlagenforschung eingesetzt.

Die Anlagen sind weitgehend automatisiert und wartungsarm, um die laufenden Betriebskosten zu minimieren. Die wesentlichen Anlagenparameter sind Temperatur, Feuchte, Nutz- oder Schadgaskonzentration, Niederschlag und Strahlung. Diese Größen werden durch geeignete Stell-, Meß- und Regelglieder per Prozeßleitsystem konstant gehalten oder definiert variiert, z. B. zur Realisierung von Tagesgängen.

Durch den modularen Aufbau unserer Prozeßleittechnik (Hard- und Software) können die Anlagen mit geringem Aufwand an geänderte Anforderungen angepaßt werden.

Zur Gewährleistung einer technik- und kostenoptimierten Lösung ist eine gute Planung und eine rechtzeitige Kommunikation aller Projektbeteiligten besonders wichtig. Daher setzt sich unser Team (Chemiker, Ingenieure und Techniker) mit dem Kunden möglichst schon bei der Erstellung der Anforderungen zusammen.
Abb.: Dr. Henning Mangels bei der
Inbetriebnahme einer Feuchtedosierung
Abb.: Deckblatt der ersten CITplus 1/98
Bestellen der Veröffentlichung "Schadgase dosieren und regeln"

 

Übersicht Projektbeispiele:
Simulationsanlage für Klima und Schadgasatmosphäre (F&E)
Schadgasdosierungs- und Analytiksystem einer Simulationsanlage für mikrobiologisch bedingte Korrosion (F&E)
Dosierungsstation für eine Sauerstoff-Anreicherung (Industrie)

Für weitere Informationen über den Ablauf unserer Anlagenprojektierungen klicken Sie hier:

  Projektierung/Entwicklung von anwendungsspezifischen Anlagen und Geräten

 

Simulationsanlage für Klima und Schadgasatmosphäre (F&E)

Die Simulationsanlage dient der Untersuchung des Anteils der Luftschadstoffe (SO2, NO2, NO und CO2) an der chemischen Verwitterung von Natursandsteinen. In temperierten Reaktoren werden Natursandstein-Prüfkörper definierten Schadgaskonzentrationen bis zum 10-fachen der Smogsituation bei unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchten ausgesetzt und nach der Entnahme chemisch analysiert.

Die Steuerung der Anlage erfolgt durch ein Mehrrechner-Prozeßleitsystem. Die Anlagenkomponenten sind an einem Prozeßrechner angebunden, der mit dem Bedienungs-PC kommuniziert. Auf dem Bedienungs-PC werden die funktionellen Strukturen erstellt, die Sollwerte eingegeben sowie die Meßdatenerfassungen eingestellt und ausgewertet.

Die Schadgase werden mit thermischen Massendurchfluß-Reglern dosiert. Die Messung der Gaskonzentrationen und der Feuchte erfolgt mit UV-Fluoreszenz-, Chemolumineszenz- und NDIR-Analysatoren.

Auftragsumfang:
Planung und Implementation eines Schadgas- und Feuchtedosierungssystems mit Mehrrechner-Prozeßleitsystem, Dokumentation und Inbetriebnahme.

Abb.: Kaltwarm-Schrank mit Feuchte- und Schadgasdosierung / Prozeßrechner / Meßdaten auf Bedienungs-PC
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Schadgasdosierungs- und Analytiksystem einer Simulationsanlage
für mikrobiologisch bedingte Korrosion (F&E)

Die Simulationsanlage dient der Untersuchung des mikrobiologischen Anteils an der Verwitterung von Natursandsteinen. In zwei Prüfkammern werden Natursandstein-Prüfkörper exakt den gleichen Schadgaskonzentrationen, Temperaturen und hohen Luftfeuchten ausgesetzt. In einer Prüfkammer wird die rein chemische Wechselwirkung durchgeführt, in der zweiten Prüfkammer werden die Steine zusätzlich mit Mikroorganismen besetzt.

Die Anlage arbeitet über längere Zeiträume vollautomatisch. Die Bedienung der Anlage erfolgt über eine PC-Kommunikationsoberfläche, in der alle wesentlichen Anlagenparameter in Echtzeit angezeigt werden. Die Bedienung beschränkt sich im wesentlichen auf das ändern von Sollwerten, das Aktivieren der Kalibriermodi und das Auswerten der Langzeit-Meßdatenerfassungen.

Die Regelung der Schadgaskonzentrationen, deren Realisierbarkeit im Rahmen der Planung untersucht wurde, erfolgt über einen Prozeß-PC, der über analoge und digitale I/O-Karten mit den Anlagenkomponenten verbunden ist. Die Regelkreise bestehen aus Softwarereglern, thermischen Massendurchfluß-Reglern als Stellglieder und Chemolumineszenz- und Flammenphotometer-Analysatoren als Meßglieder.

Neben der präzisen Schadgaskonzentrations-Regelung bei den hohen Luftfeuchten, konnte bei dieser Anlage erstmalig eine automatische zyklische Umschaltung zwischen Steuerung und Regelung der Schadgaskonzentrationen realisiert werden, so daß nur ein Meßglied (Analysator) für jedes Gas benötig wird.

Auftragsumfang:
Vorplanung, Entwurfs- und Ausführungsplanung mit Lasten- und Pflichtenhefterstellung, Implementation eines Schadgasdosierungs- und Analytiksystems mit Mehrrechner-Prozeßleittechnik, Dokumentation und Inbetriebnahme.

Abb.: Zentral-Rack mit Prozeß-PC / Schadgasdosierung und Nulluftaufbereitung / Thermische Massenflußregler / PC-Bedienoberfläche (Volle Größe: Abb. anklicken)

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Dosierungsstation für eine Sauerstoff-Anreicherung (Industrie)

Abb.: Sauerstoff-Dosierungsstation
 Die Sauerstoffdosierung wurde durch eine Durchfluß-Folgeregelung mit digitalem Regler und diskreten Meß- und Stellgliedern realisiert. Der Dosierungssollwert kann direkt am Regler oder von einer Leitwarte vorgegeben werden. Wegen der geringen Dosiermenge (9 bis 90 g/h) und des variablen Gegendrucks (12 bis 30 bar) wurde vor dem Aufbau der Anlage die Realisierbarkeit der Regelung mittels Softwaresimulation unter Verwendung der theoretischen Übertragungsfunktionen der einzelnen Regelkreisglieder untersucht.

Auftragsumfang:
Planung und Aufbau einer Versorgungs- und Signalwandlungseinheit, Programmierung und Implementation eines digitalen Reglers, Regelstreckenuntersuchung und Optimierung der Reglerparameter, Dokumentation und Inbetriebnahme.

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Last update: 01-Jan-2009