Einer für alle

Der Autor: Dr. Klaus-Peter Mang Leiter Produktmanagement Prozessanalytik, Mettler Toledo

Der M400 ist ein Transmitter für prozessanalytische Anwendungen und misst die wichtigsten elektrochemischen Messgrößen wie pH-Wert, Redox-Potential, elektrolytische Leitfähigkeit, gelösten Sauerstoff und Sauerstoffgehalt in der Gasphase. Die Messfunktionen für alle diese Parameter sind standardmäßig vorhanden und müssen weder durch die umständliche Freischaltung von Software-Optionen oder die Bestückung mit einzelnen Messmodulen für die jeweiligen Messgrößen nachgerüstet werden. Der Transmitter verarbeitet außerdem sowohl konventionelle, analoge Sensoren als auch moderne, digitale Sensoren. Für die gängigsten Messgrößen in der Prozessanalytik reicht also ein Gerät aus, das diese Parameter alle abdeckt. Dadurch wird der Aufwand für Schulung, Lagerhaltung, Installation und Inbetriebnahme auf ein Minimum reduziert. Der Anwender hat die Auswahl zwischen der Ausführung für sichere und explosionsgefährdete Bereiche. Für die Bestimmung von Sauerstoff in der Gasphase ist eine Version mit spezieller Software erhältlich. Alle Geräte verfügen über zwei analoge 4…20 mA-Stromausgänge für die Messwertverarbeitung. Die Speisung erfolgt über den Schleifenstrom des ersten Stromausgangs. Zusätzlich sind zwei digitale Ein- und Ausgänge (Schaltkontakte) und ein analoger Eingang für die Druckkompensation bei der Messung von Sauerstoff in der Gasphase vorhanden. Darüberhinaus verfügt der M400 über ein Hart-Interface, das vier Variablen zur digitalen Verarbeitung von Messwerten und Diagnoseinformationen bereitstellt. Je nach Anforderungen vor Ort reicht also ein Messgerätetyp für alle Anwendungen und Einsatzbereiche aus.

Der M400 verfügt über ein robustes Aluminium-Druckgussgehäuse. Die Bedienung erfolgt über ein hintergrundbeleuchtetes Punktmatrixdisplay mit Klartext-Menü in acht wählbaren Sprachen. Die intuitive Bedienoberfläche erlaubt dem Anwender, schnell, einfach und leicht verständlich alle notwendigen Einstellungen vorzunehmen. Die Ex-Zulassung lautet II 2(1)G Ex ib [ia Ga] IIC T4 Gb.

Das ISM-Konzept arbeitet mit digitalen Sensoren, bei denen der Messwert schon komplett im Sensor aufbereitet und digital an den Transmitter übermittelt wird. Im Gegensatz zu analogen Signalen werden digitale Signale sicher und ohne Störung von Umgebungseinflüssen (z. B. Feuchte, elektromagnetische Felder) über größere Distanzen übertragen. Darüberhinaus wird nicht nur der reine Messwert erhalten, die Sensoren stellen auch weitere wichtige Informationen zur Verfügung, und zwischen Sensor und Transmitter werden Daten bidirektional ausgetauscht.

Digitale Sensoren werden nach dem Plug and Measure-Prinzip unter reproduzierbaren Bedingungen in sicherer Umgebung vorkalibriert und können vor Ort schnell ausgetauscht werden. Dadurch reduziert sich nicht nur die Aufenthaltsdauer in schlecht zugänglichen oder gefährlichen Bereichen, ein umständliches Handling vor Ort (z. B. für die Kalibrierung und Justierung) entfällt.

Fortschrittliche Algorithmen im Sensor überwachen permanent die Prozessbedingungen und den Sensorzustand in Echtzeit. Daraus werden konkrete Handlungshinweise für das Wartungspersonal abgeleitet und angezeigt:

Mithilfe der iSense-Asset-Management-Suite lassen sich die Sensoren komfortabel direkt am PC oder Notebook verwalten, beurteilen und kalibrieren. Für die Qualitätssicherung werden alle Sensordaten lückenlos erfasst und rückführbar dokumentiert, von der ersten Registrierung über die einzelnen Kalibrierungen bis zur Deaktivierung.

Die zwei serienmäßig vorhandenen 4…20 mA-Stromausgänge stellen Messwerte und/oder Sensordiagnosedaten zur Weiterverarbeitung über Analogeingänge zur Verfügung. Darüberhinaus erlaubt das Hart-Interface die bidirektionale Kommunikation mit dem Transmitter zur Fernparametrierung, Verarbeitung von Fehlermeldungen und Sensordiagnose mit vielen Funktionen wie die Bereitstellung von vier Prozessvariablen (Messwerte bzw. Sensordiagnosedaten) sowie ein Parametriermenü für Messung, Analogausgänge, ISM-Einstellungen und Hold Ausgang. Außerdem bietet der M400 verschiedene Kalibrierfunktionen (1-Punkt-, 2-Punkt-, Prozess-Kalibrierung) inklusive Kalibrierhistorie, verschiedene Warn- und Alarmmeldungen sowie das Einstellen von Datum und Uhrzeit. Zusätzlich können zahlreiche Identifikationsdaten (z. B. HW-, SW-Version, Seriennummern etc.) hinterlegt werden.

Für wichtige Asset Management Tools wie z. B. AMS (Emerson) und PDM (Siemens) stehen Device Descriptions (DD) zur Verfügung. Darüber hinaus werden auch Tools, die auf dem offenen FDT Standard aufbauen, über einen entsprechenden DTM unterstützt. Damit ist maximale Kompatiblität des M400-2-Leiter-Transmitters für die Integration in Prozesskontrollsysteme gewährleistet. Mit seinem umfangreichen Transmitterportfolio unterstützt Mettler Toledo auch Lösungen für Feldbusanwendungen basierend auf Profibus-PA und Foundation Fieldbus. Entsprechende Ausführungen stehen 2013 zur Verfügung.

Der M400 ist bestens gerüstet für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen. Das 2-Leiter-Konzept mit Speisung über einen eigensicheren Stromkreis und die Verwendung von digitalen ISM-Sensoren mit Low-Power-Technik erlauben den Einsatz des Transmitters in Zone 1 und die Platzierung der Sensoren in Zone 0.

Die umfassenden Diagnosefunktionen informieren den Betreiber jederzeit über die Zuverlässigkeit der Messung und tragen dazu bei, Wartungsarbeiten bedarfsorientiert rechtzeitig durchzuführen. Betriebskosten werden somit minimiert und die Prozesssicherheit gleichzeitig erhöht.

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