Ziel der Entwicklung
Auslöser des Projektes waren Probleme bei der Überwachung und Steuerung der
Alpha-Halbhydratentwicklung von Gipskristallen beim druckbeaufschlagten Suspensionsverfahren im Autoklaven. Dem Anlagenfahrer standen in der Vergangenheit nur wenige Informationen, wie Temperatur und Druck, zur Beurteilung des Prozesses zur Verfügung. Hieraus die aktuelle Kristallentwicklung im Autoklaven abzuschätzen, glich einer ständigen Gradwanderung. Aus dieser Problematik entwickelte sich die Idee, ein Online Überwachungssystems zu entwickeln. Kern der Entwicklung war es, die Entwicklungsphasen der Gipskristalle zu erfassen, zeitnah auszuwerten und die Ergebnisse dem Anlagenfahrer zur Verfügung zu stellen. Das wesentliche Problem der Entwicklung bestand darin, Bilder direkt aus dem Autoklaven zu generieren und hieraus signifikante Bildmuster zu finden, welche eine eindeutige Zuordnung zu den verschiedenen Kristallformen erlauben. Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Online-Überwachungssystems für die Gipsproduktion im Autoklaven. Das System sollte die Entwicklung der Gipskristalle zeitnah erfassen und anzeigen. Hierzu galt es folgende Forderungen zu erfüllen: Erstens musste eine Möglichkeit gefunden werden, direkt aus dem Autoklaven Bilder vom Prozess zu liefern sowie die Entwicklungsphasen der Gipskristalle in regelmäßigen Zeitabständen optisch erfassen zu können. Zweitens war das Ziel, eine Bilderkennungsoftware zu entwickeln, welche die gewonnenen Bilder hinsichtlich der Kristallformen unterscheiden kann sowie die Kornspektren erzeugen und numerisch auswerten kann. Das Ergebnis dieser Auswertung sollte der Steuerstelle in optischer und numerischer Form angezeigt werden. Außerdem sollte der Anlagenfahrer auf diese Weise zuverlässige Daten über den aktuellen Prozessverlauf erhalten, was die Steuerung der Anlage erleichtert und den Prozess sicherer macht.
Vorteile und Lösungen
Das entwickelte System ist in der Lage, direkt aus dem Autoklaven Aufnahmen der Kristallentwicklung zu liefern ohne den Prozess zu unterbrechen. Die Qualität der Aufnahmen erlaubt es, die Stadien der Kristallentwicklung mit Hilfe einer speziellen Bildauswertung zu detektieren. Der Anlagenfahrer hat damit die Möglichkeit, den Prozess zeitnah zu verfolgen und zu beeinflussen. Fehlerhafte Chargen, wie sie in der Vergangenheit auftraten, können mit dem neu entwickelten Online-Überwachungssystem ausgeschlossen werden. Die Prozesssicherheit wurde signifikant erhöht.
Zielgruppe und Zielmarkt
Für die Produktion von Alpha-Gips im Autoklavverfahren stellt das entwickelte Online-Überwachungssystem einen entscheidenden Fortschritt bei der Prozessüberwachung dar. Ein Praxistest bei der CASEA GmbH konnte erfolgreich abgeschlossen werden. Momentan laufen Verhandlungen mit der CASEA GmbH über den Einbau eines Systems im Werk Ellrich. Am Institut wurden durch das Projekt entscheidende Grundlagen zur Weiterentwicklung von Bildverarbeitungstools geschaffen. Der davon ausgegangene Impuls trug wesentlich dazu bei, die Bilderkennung als eigenständigen Zweig zu forcieren.
