Die Sicherheitsvorschriften für Lagertanks für brennbare Stoffe sind streng. So hat die Health and Safety Executive (HSE, Arbeitsschutzorganisation in Großbritannien) gesetzlich verfügt, dass jeder Lagerbehälter für brennbare Stoffe mit einem kontinuierlichen Füllstandmessgerät und einem Grenzschalter als Vollmelder ausgestattet sein muss, und dass ein Bediener den Tankinhalt während der Befüllung visuell überwacht.

Es ist erstaunlich: Die moderne Fabrik steht mitten in einer kleinen, ländlichen Stadt in England und ein öffentlicher Fußweg verläuft entlang der Flüsse Gipping und Rat, die auf dem Werksgelände zusammenfließen, und dennoch erscheinen die Lösungsmittellagertanks der Fabrik trotz ihrer Nähe zu den Grünflächen nicht fehl am Platz.

PPG Industries kennt die Herausforderungen der Lagerung von Lösungsmitteln nur zu gut. Das 1883 in Pittsburgh gegründete Unternehmen ist weltweit in knapp 70 Ländern tätig und Marktführer bei industriellen Beschichtungswerkstoffen und Spezialprodukten. Das Werk in Stowmarket, Suffolk, ist auf die Produktion von Autolacken für Fahrzeugreparaturen spezialisiert.

Die Tatsache, dass diese unterschiedlichen Umgebungen so erfolgreich koexistieren können, ist ein Beweis für PPGs Engagement zum Schutz des Ökosystems vor den explosionsfähigen Lösungsmitteln, mit denen es arbeitet. Erst kürzlich sollten Sicherheit und Leistung der Lagersysteme weiter verbessert werden. Diese Bemühungen führten über den Systemintegrator Lark Technology und den Vertriebshändler Process Instrument Sales zu Siemens Prozessinstrumentierung.

Die Aufgabenstellung

Im Laufe der Jahre hatte der Lackhersteller mehrere Technologien getestet, um den Materialfüllstand in den verschiedenen Lagerbehältern des Werks Stowmarket zu messen. So wurde der Füllstand in den 33 Tanks mit diversen Lösungsmitteln zuletzt mit einem Einperlsystem gemessen. Leider war dieses System nicht nur fehleranfällig, sondern auch arbeitsaufwändig hinsichtlich seiner Bedienung, Wartung und Prüfung.

Dennoch hatte sich das Unternehmen über die Jahre hinweg mit seinem Betrieb zufrieden gegeben. Bis die Health and Safety Executive (HSE, Arbeitsschutzorganisation in Großbritannien) strengere Rechtsvorschriften erließ. Dies erfolgte als Reaktion auf die Katastrophe von Buncefield, einem Tanklager in Hertfordshire, England, das durch eine Reihe schwerer Explosionen im Dezember 2005 zerstört wurde. Dieser Unfall wurde durch einen Überlauf verursacht. Bei der Befüllung eines Lagertanks fielen mehrere Systeme aus, darunter das zentrale Füllstandmessgerät sowie das Sicherheits-Grenzstandmessgerät.

Wie streng sind die neuen Sicherheitsmaßnahmen der HSE? Die HSE hat gesetzlich verfügt, dass jeder Lagerbehälter für brennbare Stoffe mit einem kontinuierlichen Füllstandmessgerät und einem Grenzschalter als Vollmelder ausgestattet sein muss, und dass ein Bediener den Tankinhalt während der Befüllung visuell überwacht.

Um diesen hohen Sicherheitsstandards zu genügen, lieferte der Systemintegrator Lark Technology ein Leitsystem basierend auf Totally Integrated Automation mit Siemens-Technologie und Prozessinstrumentierung.

Die Lösung

Mit Unterstützung von Process Instrument Sales konzipierte Lark Technology ein völlig neues System für PPG Industries. Auf jedem der 33 Lagertanks des Lackherstellers wurde sowohl ein Sitrans Radar-Messumformer als auch ein Grenzschalter installiert. Sie wurden anschließend über - teilweise eigensicheren - Profibus in die von Lark aufgesetzte kundenspezifische Leitsystemlösung eingebunden. In dieser Konfiguration stellen die Radar-Messumformer kontinuierliche Füllstandmesswerte zur Verfügung, während der Grenzstandschalter als Überfüllsicherung fungiert.

"Gemeinsam konnten wir dem Kunden zeitgerecht und innerhalb des veranschlagten Budgets ein Turnkey-Projekt liefern. Was als Projekt zum zuverlässigen Überlaufschutz begann, hat sich zu einer Lösung entwickelt, die inzwischen auch die Einkaufsabteilung des Werks bei der Verwaltung der Lagerbestände und bei der Optimierung des verfügbaren Lagerraums der Lösungsmittel unterstützt", so James Rawlings von Lark Technology.

Der erste Teil dieser Technologie ist der Sitrans LR250, ein berührungslos arbeitender Radar-Messumformer, der sich einfach installieren und schnell konfigurieren lässt. Dank seiner kleinen Antenne kann das Gerät praktisch überall auf dem Behälter installiert werden. Seine hohe Frequenz sorgt für einen beeindruckenden Rauschabstand, der durch die patentierte Siemens-Software "Process Intelligence" zur Echoverarbeitung noch weiter verbessert wird.

Dazu kommt der Sitrans LVL200, ein Vibrations-Grenzstandschalter zum Einsatz mit allen Flüssigkeiten und Schlämmen als Überlaufschutz, Voll- und Leermelder sowie in SIL-2-Anwendungen. Das Gerät dient als Sicherheitselement in dem unwahrscheinlichen Fall, dass das Haupt-Füllstandmessgerät ausfällt.

Die Radar-Messumformer sind über Profibus mit dem Anlagenleitsystem verbunden. Dieses industrielle Kommunikationsprotokoll liefert eine voll integrierte Vernetzung und bidirektionale Kommunikation zwischen dem Leitsystem und jedem seiner Feldgeräte.

Während das System installiert wurde, erfolgte eine umfangreiche Validierung zur Erfüllung der Anforderungen der HSE. Zu den Anforderungen an die Lebensdauer des Systems zählt laut Definition durch die HSE die regelmäßige Prüfung der Grenzschalter - eine zeitaufwändige und problematische Auflage. Die 500 Millimeter langen Sonden befinden sich im Behälter, und das Risiko, sie zu beschädigen, erhöht sich mit jedem Aus- und Einbau. Ein Verfahren zur In-Situ-Prüfung war erforderlich und so erarbeitete Lark Technology eine weitere kundenspezifische Lösung.

Das Prüfgerät von Lark besteht aus einem langen, hohlen Stab mit einem Gefäß am Ende, das direkt unterhalb der Sondenspitze angebracht ist. Für die Prüfung wird das Gefäß mit dem gleichen Lösungsmittel wie im Tank gefüllt. Dies erfolgt über den Hohlstab mit Hilfe einer industriellen Spritze. Der Aufbau aus Stab und Gefäß wird angehoben, sodass er die Sondenspitze bedeckt. Auf diese Weise kann das System die korrekte Funktion der Sonde mit dem tatsächlichen Messstoff im Tank prüfen. Die Anordnung wird anschließend wieder herabgelassen, die Prüfflüssigkeit mit derselben Spritze entfernt und der Bügel bis zur nächsten Prüfung eingerastet.

Nutzen

Dank der neuen Siemens Technologie auf der Feldebene und dem Anschluss an das Leitsystem profitiert PPG von einem vollständig integrierten und automatisierten System mit ausgezeichneter Datenkontrolle. Die Zuverlässigkeit und Effizienz des neuen Systems zur Füllstandüberwachung gibt dem Unternehmen die Gewissheit, alle von der HSE festgelegten Standards zu erfüllen. Auch wenn sie nur an einem Tank arbeiten, wissen die Betreiber, was in allen anderen Tanks vorgeht. Das Unternehmen ist außerdem stolzer Besitzer einer neuen, kundenspezifischen Lösung für die In-Situ-Prüfung von Grenzschaltern, die das Risiko ihrer Beschädigung ausschließt.

Wenn Sie das nächste Mal in Stowmarket sind, sollten Sie unbedingt auf einem der vielen Wege durch die idyllische englische Landschaft spazieren gehen. Und wenn Sie den Gipping Valley River Path wählen, der an den Lösungsmittellagertanks von PPG vorbeiführt, dann sorgt ein Siemens-Gerät dort ganz in der Nähe für Zuverlässigkeit und Sicherheit.