Messtechnik Zement und Baustoffe – robuste Lösungen für harte Industrieumgebungen

zement

Bild von Pexels auf Pixabay

 

In der Zement- und Baustoffindustrie sind Produktionsprozesse häufig durch hohe Temperaturen, abrasives Schüttgut,
staubige Umgebungen, starke mechanische Belastungen und wechselnde Materialeigenschaften gekennzeichnet.
Eine zuverlässige Messtechnik ist essenziell, um Qualität, Sicherheit und Effizienz der Abläufe zu gewährleisten.

Typische Anforderungen und Herausforderungen

  • Staub, Abrasion und abrasives Schüttgut:
    Zement, Kalk, Sand, Zuschlagstoffe und Mineralien erzeugen erhebliche Abnutzung. Messgeräte müssen
    abriebfest, verschleißresistent und staubgeschützt sein. :contentReference[oaicite:0]{index=0}
  • Hohe / schwankende Temperaturen:
    Prozesse wie Trocknung, Brennen oder thermische Behandlung führen zu hohen Temperaturen und thermischen
    Belastungen. Sensorik muss temperaturfest und thermisch stabil sein. :contentReference[oaicite:1]{index=1}
  • Mechanische Belastungen & Vibrationen:
    Brecher, Mühlen, Förderbänder, Siebe und Aufbereitungseinrichtungen verursachen Vibrationen, Stöße und
    mechanische Beanspruchungen — Messgeräte brauchen robuste Gehäuse und vibrationsresistente Montagen. :contentReference[oaicite:2]{index=2}
  • Staubige Umgebung und explosive Atmosphäre:
    Besonders bei Zement und feinem Schüttgut entsteht viel Staub. Schutz gegen Staub sowie ggf. Ex-/ATEX-Zulassung
    sind wichtige Voraussetzungen. :contentReference[oaicite:3]{index=3}
  • Heterogene Materialeigenschaften:
    Rohstoffe wie Kalkstein, Sand, Zuschläge und sonstige Mineralien variieren in Zusammensetzung, Korngröße und Feuchte —
    Messsysteme müssen flexibel sein und sich an unterschiedliche Medien und Mischungen anpassen lassen. :contentReference[oaicite:4]{index=4}

Wichtige Messgrößen & Sensorik in der Zement- und Baustoffproduktion

Messgröße / Parameter Funktion / Einsatzbereich
Füllstand / Grenzstand Überwachung von Silos, Vorratsbehältern und Lagerstätten; verhindert Überfüllung oder Materialmangel im Produktionsablauf. :contentReference[oaicite:5]{index=5}
Druck / Differenzdruck Messung in Förder-, Druck- und Pneumatikleitungen, Filtern oder Reaktoren — wichtig für Materialtransport und Sicherheit. :contentReference[oaicite:6]{index=6}
Temperatur Überwachung thermischer Prozesse: Trocknung, Brennvorgänge, Mühlen, Ofenanlagen — Temperaturkontrolle sichert Materialeigenschaften und Prozessstabilität. :contentReference[oaicite:7]{index=7}
Durchfluss (Flüssigkeiten, Gase, Luft) Steuerung und Kontrolle von Wassermengen, Bindemitteldosierung, Luft- und Gasförderung, Kühl- oder Spülsystemen. :contentReference[oaicite:8]{index=8}
Feuchte / Wassergehalt / Restfeuchte Insbesondere bei Baustoffen wie Zement, Mörtel oder Beton wichtig — korrekte Feuchte sichert Verarbeitung, Aushärtung und Qualität. :contentReference[oaicite:9]{index=9}
Vibration / Maschinenzustand Überwachung von Mühlen, Brechern, Förderanlagen — Früherkennung von Verschleiß, Unwucht oder Defekten und Vermeidung von Ausfällen. :contentReference[oaicite:10]{index=10}

Typische Einsatzbereiche der Messtechnik

In der Zement- und Baustoffproduktion sorgt Messtechnik dafür, dass Prozesse stabil, effizient und sicher ablaufen.
Von der Rohstoffaufbereitung über die thermische Behandlung bis hin zur Qualitätskontrolle in Misch- und Abfüllbereichen
ist präzise Sensorik unverzichtbar. Die folgenden Einsatzbereiche zählen zu den wichtigsten Messpunkten einer Anlage.

  • Silos und Vorratsbehälter:
    Füllstandsmessungen in Silos, Zwischenlagern und Rohstoffbehältern gewährleisten eine kontinuierliche Versorgung
    der Produktion. Sie verhindern Überfüllung, Materialmangel und ungleichmäßige Materialzufuhr.
  • Förderanlagen, Pneumatikleitungen & Förderbänder:
    Druck-, Durchfluss- und Vibrationssensoren überwachen die Materialförderung. Sie erkennen Verstopfungen,
    Druckabfälle, blockierte Förderschnecken oder Unwuchten frühzeitig und reduzieren Stillstandszeiten.
  • Mühlen, Brecher und Mahlanlagen:
    Temperatur- und Druckmessungen sorgen für sicheres Arbeiten unter hoher mechanischer Belastung.
    Zustandsüberwachung (Condition Monitoring) hilft, Verschleiß an Lagern, Motoren oder Mahlwerkzeugen frühzeitig zu erkennen.
  • Trocknung, Brennöfen, Sinter- oder Kalzinierungsanlagen:
    Temperatur- und Drucküberwachung stellt sicher, dass die thermische Behandlung gleichbleibend und energieeffizient erfolgt.
    Schon kleine Abweichungen können die Materialqualität beeinträchtigen.
  • Feuchtigkeits- und Zuschlagssteuerung:
    Feuchte- und Temperaturmessungen sind entscheidend für die Qualität von Beton, Mörtel oder Mischmaterialien.
    Sie verhindern Schwankungen in der Verarbeitbarkeit und stellen sicher, dass Materialnormen eingehalten werden.
  • Zustandsüberwachung von Maschinen:
    Vibrationssensoren und Temperaturfühler überwachen Lager, Motoren und drehende Maschinenkomponenten.
    Frühwarnsysteme erhöhen die Betriebssicherheit und vermeiden kostspielige Folgeschäden.

Übersicht wichtiger Einsatzbereiche und typischer Messgrößen

Einsatzbereich Wichtige Messgrößen Typische Ziele
Silos & Lagerbehälter Füllstand, Grenzstand, Druck Materialverfügbarkeit, Überfüllschutz, Prozessstabilität
Förderanlagen & Pneumatikleitungen Druck, Durchfluss, Vibration Verstopfungsüberwachung, konstante Förderung, Schutz der Anlagen
Mühlen & Brecher Temperatur, Druck, Vibration Maschinenschutz, Verschleißerkennung, gleichbleibende Feinheit
Trocknungs- & Ofenprozesse Temperatur, Druck, Luft-/Gasdurchfluss Energieeffizienz, Materialeigenschaften, Prozesskontrolle
Beton- & Materialmischung Feuchte, Temperatur, Masse Rezepttreue, Normkonformität, optimierte Bindemittelmenge
Maschinenzustand Vibration, Temperatur, Schwingverhalten Früherkennung von Defekten, verlängerte Lebensdauer

Vorteile einer professionellen Messtechnik im Zement- und Baustoffbereich

Der Einsatz hochwertiger Messtechnik bietet zahlreiche Vorteile entlang der gesamten Prozesskette.
Die folgenden Punkte verdeutlichen, warum moderne Sensorik eine zentrale Rolle in der Produktionsoptimierung spielt:

  • Prozesssicherheit & Stabilität:
    Selbst bei wechselnden Rohstoffen, Feuchtegehalten und Temperaturbedingungen bleibt der Produktionsablauf
    reproduzierbar und kontrollierbar.
  • Effizienz & Ressourcenschonung:
    Exakte Dosierung von Wasser, Zuschlagstoffen und Bindemitteln reduziert Verbrauch und energetische Verluste.
  • Konstante Produktqualität:
    Präzise Messwerte sorgen für stabile Materialeigenschaften, normgerechte Baustoffe und eindeutige Dokumentation.
  • Weniger Ausfälle & Wartungsbedarf:
    Zustandssensorik vermeidet unerwartete Anlagenstillstände und ermöglicht planbare Serviceintervalle.
  • Sicherheit & Arbeitsschutz:
    Zuverlässige Messdaten schützen Personal und Anlagen – insbesondere in staubigen, heißen oder chemisch
    belasteten Bereichen.

Auswahlkriterien für Messgeräte in der Baustoff- und Zementindustrie

Messgeräte müssen so ausgewählt werden, dass sie den extremen Bedingungen der Baustoffproduktion standhalten.
Die folgenden Kriterien helfen dabei, die passende Sensorik für verschiedene Prozessbereiche zu definieren:

  • Robuste und verschleißfeste Materialien:
    Edelstahl, gehärtete Metalllegierungen, verschleißfeste Membranen und schlagfeste Gehäuse schützen vor Abrieb
    durch Zement, Kalk, Sand und Granulate.
  • Staub- und explosionsgeschützte Bauweise:
    Feinstaub kann in vielen Bereichen eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Messgeräte benötigen daher
    geeignete Schutzarten und ggf. ATEX-/Ex-Zulassungen.
  • Thermische und mechanische Robustheit:
    Hohe Temperaturen, schnelle Temperaturwechsel, Vibrationen und Schwingungen verlangen eine mechanisch stabile
    Konstruktion sowie temperaturfeste Messprinzipien.
  • Messgenauigkeit und Langzeitstabilität:
    Präzise und driftarme Messwerte sind notwendig, damit Regelkreise korrekt arbeiten und Prozessvariationen
    frühzeitig erkannt werden.
  • Kompatibilität mit Automatisierungssystemen:
    Moderne Sensorik sollte problemlos in Steuerungs-, Leitsysteme und digitale Überwachungslösungen integrierbar sein,
    z. B. über 4–20 mA, HART oder digitale Feldbussysteme.

Vergleichstabelle: Anforderungen & passende Geräteeigenschaften

Anforderung Begründung Wichtige Eigenschaften des Messgeräts
Abrasion & Schüttgutbelastung Hoher Verschleiß durch Zement, Sand & Zuschläge Verschleißfeste Membran, robuste Legierungen
Hohe Temperaturen Thermische Prozesse erfordern Temperaturfestigkeit Hitzebeständige Messzellen, thermisch isolierte Anschlüsse
Staub & Explosionen Feinstaub kann ATEX-Zonen erzeugen Hohe Schutzart, ggf. Ex-Zulassung
Mechanische Belastung Vibrationen durch Maschinen & Förderanlagen Stoßfeste Konstruktion, vibrationsresistente Montage
Prozessgenauigkeit Konstante Produktqualität erfordert präzise Werte Driftarme Sensorik, hohe Messauflösung

Fazit

Messtechnik ist ein zentraler Baustein moderner Zement- und Baustoffproduktion.
Nur mit zuverlässiger und präziser Sensorik lassen sich Maschinen, thermische Prozesse,
Förderanlagen und Mischsysteme sicher und effizient betreiben.
Robustheit, Verschleißfestigkeit und exakte Messwerte sind entscheidend für Produktqualität,
Energieeffizienz, Arbeitssicherheit und eine stabile Anlagenverfügbarkeit.
Eine professionell ausgewählte Messtechnik schafft damit die Grundlage für eine langfristig zuverlässige
und wirtschaftliche Produktion.

SITRANS FS290: flexibel, vielseitig, praktisch

  • Temporäre Messungen, Check-Metering & Prüfmessungen
  • Kompensation von Strömungsstörungen durch die Anomalie-Kompensation
  • Hohe Batterielaufzeit, einfacher Akkuwechsel
  • Messungenauigkeit von 1 % unter guten Bedingungen
Datenblatt

Der MAG 5000/6000 ist ein Messumformer mit eingebauter alphanumerischer Anzeige in mehreren Sprachen.

  • Beste Signalauflösung für optimale Dynamik
  • Digitalsignalverarbeitung mit vielen Möglichkeiten
  • Einfache Inbetriebnahme durch automatisches Lesen der im SENSORPROM gespeicherten Daten
  • Vom Anwender konfigurierbares Bedienmenü mit Passwortschutz
  • Anzeige mit 3 Zeilen mit jeweils 20 Zeichen in 11 Sprachen
  • Durchflussrate in verschiedenen Einheiten
  • Zähler für Vorwärts-, Rückwärts- und Nettodurchfluss sowie viele weitere Informationen
  • Mehrfache Funktionsausgänge für Prozesssteuerung, Minimalkonfiguration mit Analog-, Impuls-/Frequenz- und Relaisausgängen (Status, Strömungsrichtung, Grenzwerte)
  • Umfassende Selbstdiagnose für Fehlererkennung und -aufzeichnung (siehe "Diagnose SITRANS F M")
  • Chargensteuerung (nur MAG 6000)
  • Zugelassen für eichpflichtigen Verkehr: PTB, OIML R 117, OIML R 49, MI-001, PTB K 7.2 und OE12/C 040 für Kühlwasser
  • MAG 6000 mit Zusatzbusmodulen für HART, FOUNDATION Fieldbus H1, DeviceNet, Modbus RTU/RS 485, PROFIBUS PA und DP
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Robustes Aluminium Zweikammer Druckguss Gehäuse für explosionsgefährdete Anwendungen tauglich
  • Eingebaute Dosierfunktion
  • Zusätzliches Kommunikationsmodul für die einfache Integration in Ihrer Anwendung erhältlich und damit für eine vollständig integrierte Lösung in der gesamten Anlage
  • EMV Anforderungen sowie hohe funktionale Sicherheit und Systemverfügbarkeit durch einheitliches Bedienkonzept gemäß NAMUR Richtlinien werden erfüllt
  • Fehlerverhalten gemäß NE43 für 4…20mA Ausgang auswählbar
  • Verbesserte Fehlersuche und Prüfung des Geräts durch umfassendes Diagnose- und Service-Menü
  • SENSORPROM-Technologie ermöglicht Austausch des Messumformers und automatische Neuprogrammierung eines neuen Messumformers ohne Daten- und Genauigkeitsverlust
  • Tastenfeld und alphanumerische Anzeige sind eigensicher und direkt im Gefahrenbereich programmierbar – ATEX und FM zertifiziert
Der SITRANS FM MAG 6000 I und SITRANS FM MAG 6000 I Ex de sind Messumformer, die auf Mikroprozessorbasis basieren und in den rauesten industriellen Anwendungen eingesetzt werden können.


Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Flexible Installation – IP68 (NEMA 6P) Konformität ermöglicht Installation im Erdreich oder unter Wasser
  • Geringer Druckverlust und hervorragende Leckageerkennung
  • Optimierte Auskleidung ermöglicht gute Messeigenschaften bei geringem Durchfluss
  • Wartungsfreiheit - keine beweglichen Teile und Batterielebensdauer von bis zu 15 Jahren
  • Maximale Freiheit bei Installationen mit geringen Ein- und Auslaufstrecken
  • Zugelassen für MID-001 ohne definierte Länge der Ein- und Auslaufstrecke
  • Fernzugriff möglich - laufende Durchflussdaten durch optionales, drahtloses 3G/UMTS-Kommunikationsmodul
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Kostengünstiges und kompaktes Design -  Sandwichbauweise für Flansche nach EN 1092, DIN und ANSI
  • Vielseitig einsetzbar - Hochbeständige Auskleidungs- und Elektrodenwerkstoffe zum Einsatz mit extremsten Prozessmedien
  • SITRANS FM Portfolio – durchgängige Plattform flexible Nutzung des Messumformers MAG5000/6000 für alle Produkte (MAG5100/3100/1100): • Einzigartige SensorProm-Technologie – speichert kritische, sensorspezifische Daten und gibt diese an den Messumformer weiter.  Dies ermöglicht eine einfache, flexible Inbetriebnahme des Sensors • Plug&Play - ermöglicht einfachen Austausch und Inbetriebnahme des Messumformers vor Ort in nur wenigen Minuten • „Hot swapable“ – Im Betrieb austauschbar • Montageflexibilität - Kompakter oder getrennter Einbau möglich • Die validierte Kalibrierung gewährleistet eine genaue Durchflussmessung. Jeder Siemens Durchflussmesser wird in Einrichtungen kalibriert, die individuell nach ISO / IEC 17025 akkreditiert sind. • Service und Diagnose - Ausgelegt für MAG-Verifikation vor Ort mit rückführbarer Zertifizierung. Regelmäßige Kalibrierung des SITRANS FM Verifikators sichert die Genauigkeit im Feld.
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Vollständig geschweißte Konstruktion, die äußerst robust ist und mithilfe spezieller Messelektroden auch extremen Prozessbedingungen standhalten kann
  • Universelle Einsatzmöglichkeiten – Auskleidung und Elektroden erhältlich für jede Anwendung
  • Hochtemperatur Variante bis 180 °C verfügbar
  • Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zugelassen
  • SITRANS FM Portfolio – unsere durchgängige Plattform ermöglicht die flexible Nutzung des Messumformers MAG 5000/6000 für alle Produkte (MAG 5100/3100/1100): • Einzigartige SensorProm-Technologie – speichert kritische, sensorspezifische Daten und gibt diese an den Messumformer weiter.  Dies ermöglicht eine einfache, flexible Inbetriebnahme des Sensors. • Plug&Play - ermöglicht einfachen Austausch und Inbetriebnahme des Messumformers vor Ort in nur wenigen Minuten • „Hot swapable“ – Im Betrieb austauschbar • Montageflexibilität - Kompakter oder getrennter Einbau möglich • Die validierte Kalibrierung gewährleistet eine genaue Durchflussmessung. Jeder Siemens Durchflussmesser wird in Einrichtungen kalibriert, die individuell nach ISO/ IEC 17025 akkreditiert sind. • Service und Diagnose - Ausgelegt für MAG-Verifikation vor Ort mit rückführbarer Zertifizierung. Regelmäßige Kalibrierung des SITRANS FM Verifikators sichert die Genauigkeit im Feld.
 
Datenblatt
Bedienungsanleitung

  • Zero Up and Zero Down Installationsfunktionen
  • Auskleidung speziell für Trinkwasseranwendungen, die besondere Zulassungen erfordern
  • Erhöhte Genauigkeit bei geringem Durchfluss für Wasserleckageerkennung (NBR- oder EPDM-Auskleidung)
  • Geeignet für Erdverlegung und dauerhaftes Eintauchen (IP68) bzw. Installation unter Wasser
  • Integrierte Erdungselektroden – keine Erdungsringe erforderlich für viele Anwendungen
  • Kurze Lieferzeit
  • SITRANS FM Portfolio – unsere durchgängige Plattform ermöglicht die flexible Nutzung des Messumformers MAG 5000/6000 für alle Produkte (MAG 5100/3100/1100): • Einzigartige SensorProm-Technologie – speichert kritische, sensorspezifische Daten und gibt diese an den Messumformer weiter.  Dies ermöglicht eine einfache, flexible Inbetriebnahme des Sensors. • Plug&Play - ermöglicht einfachen Austausch und Inbetriebnahme des Messumformers vor Ort in nur wenigen Minuten • „Hot swapable“ – Im Betrieb austauschbar • Montageflexibilität - Kompakter oder getrennter Einbau möglich • Die validierte Kalibrierung gewährleistet eine genaue Durchflussmessung. Jeder Siemens Durchflussmesser wird in Einrichtungen kalibriert, die individuell nach ISO / IEC 17025 akkreditiert sind. • Service und Diagnose - Ausgelegt für MAG-Verifikation vor Ort mit rückführbarer Zertifizierung. Regelmäßige Kalibrierung des SITRANS FM Verifikators sichert die Genauigkeit im Feld.
Datenblatt
Bedienungsanleitung