Intuitive Mensch-Sensor-Schnittstelle minimiert Aufwand, Fehler und somit Kosten

Spielend einfach

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Die Signalkette vom Analysesensor über den Transmitter und das Leitsystem zum Bediener birgt erhebliche Installations-, Bedien- und Messwertinterpretationsrisiken für Produktqualität und Produktivität. Mit dem MemoSens-Sensor und dem Zweileiter-Transmitter Liquiline für die qualitätsrelevanten Prozessparameter pH/Redox, Leitfähigkeit und gelösten Sauerstoff hat Endress+Hauser diese Risiken signifikant minimiert.

Dipl.-Ing. Axel Tischendorf

Das Messen von pH/Redox, Leitfähigkeit/Widerstand und Konzentration sowie von Gelöst-Sauerstoff ist schon im Labor eine komplexe Aufgabenstellung. In der Online-Prozessanalyse potenziert sich die Komplexität durch die direkte Prozessanbindung mit vielen möglichen Störgrößen. Im Labor arbeiten Analysenspezialisten – aber im Prozess stehen nicht immer die Experten zur Verfügung, die die Qualität der Messkette und den Analysenwert beurteilen bzw. Abweichungen rechtzeitig erkennen können. Oftmals fehlt es bei der Installation, der Inbetriebnahme und vor allem beim Fahren der Anlage an dem nötigen Analysen- und Messtechnik-Know-how, um die Tragweite eines verschmutzen Sensors oder die Notwendigkeit einer Neukalibrierung sicher zu erkennen. Das Bewusstsein für eine kritische Betrachtung der gesamten Signalkette vom Analysesensor bis zur Anzeige ist nicht immer so ausgeprägt und damit ein hohes Sicherheits- und natürlich auch ein Wirtschaftlichkeitsrisiko. Denn das hat unmittelbare Rückwirkung auf das Risikopotenzial für Produkt, Produktivität und Betriebssicherheit.
Dieses Risiko hat Endress+Hauser mit der digitalen und kontaktlos übertragenden Sensor-Baureihe MemoSens und dem Zweileiter-Transmitter Liquiline ausgeschaltet. Das durchgängig digitale Übertragungskonzept des Messsignals definiert Installation, Inbetriebnahme, Handhabung und Wartung einer Analysemessstelle völlig neu. Der innovative Kern des Konzeptes ist die Schnittstelle zwischen dem Sensor und der Prozessleitebene – die Transmitterplattform Liquiline.
Sicherheit auf Höchstniveau
Der Transmitter ist in seiner Bedienoberfläche so aufgebaut, dass von der Erstinstallation bis zur Wartung alles in Klartext dargestellt ist. Fehlinterpretationen sind nicht mehr möglich. Hilfsfunktionen sind jederzeit direkt per Tastendruck verfügbar. Diagnosemeldungen warnen rechtzeitig vor Veränderungen in der Signalkette. Auftretende Fehler werden sicher erkannt und gemeldet. Der Liquiline-Transmitter wurde deshalb nach dem internationalen Sicherheitsstandard IEC 61508 (SIL 2) entwickelt.
Der Schlüssel zu dieser großen Funktionalität und vor allem zu der hohen Bediensicherheit liegt im Bedienkonzept. Der Menüaufbau der benutzergeführten Klartextanzeige ist mit dem Dreh-Drück-Knopf – dem Navigator – eindeutig und selbsterklärend. Auf dem 240 x 160 Pixel großen, kontrastreichen Grafikdisplay sind die Klartextanzeigen leicht lesbar. Wenn der Transmitter von der Menüführung auf Messwertanzeige umgeschaltet wird, ist im Grafikdisplay der jeweils aktuelle Messwert in einer 28 mm hohen Anzeige weithin auch aus steilen Blickwinkeln gut sichtbar.
Modular aufgebaut
Das auf Bedien- und Betriebssicherheit ausgelegte Konzept macht jeden Schritt beinahe zum Kinderspiel. Im Zweileiter-Transmittergehäuse sind das Hauptmodul mit Kommunikations- und Stromausgang und das Sensormodul auf eine Hutschiene aufgesteckt. Die Anordnung im großzügigen Anschlussraum und die Klemmenbelegung sind selbsterklärend. Das Liquiline-Grundgerät kann dank der hohen Modularität durch Wechseln der Module sowohl an den Messparameter als auch an den Feldbus angepasst werden. Der schnelle Wechsel des entsprechenden Moduls, die automatische Kontaktierung beim Stecken und die automatische Erkennung der Parametersoftware bieten echte Plug & Play-Funktionen. Dieser modulare Transmitteraufbau vereinfacht zudem die Bevorratung beim Betreiber ganz erheblich und gibt Zukunftssicherheit bei geringer Lagerhaltung.
Ein zweiter Stromausgang kann für eine weitere Messgröße, wie beispielsweise einer Temperaturmessung, oder für Warnmeldungen an die Warte genutzt werden. Damit können auch in der Zweileiter-Technik rechtzeitige Wartungsmeldungen an das Leitsystem übermittelt werden, lange bevor Sensortotalausfälle entsprechende Signale generieren. Dies spart einerseits eine zweite Messstelle für beispielsweise die Temperatur bzw. senkt andererseits Kosten durch vorausschauende Wartungsmöglichkeiten und verringert die Gefahr eines Anlagenstillstands. Zur Inbetriebnahme des Liquiline-Transmitters wird der Betreiber über eine Quick-Setup-Funktion unterstützt. Alle wichtigen Funktionen werden im Step-by-Step-Verfahren im Klartext parametriert.
Die integrierte Diagnose erkennt und warnt rechtzeitig, wenn ein Sensor kalibriert oder ausgetauscht werden muss. Dazu schreibt der MemoSens laufend seine Betriebsstundenzahl mit. Überschreitet diese einen eingestellten Grenzwert, meldet der Sensor die nötige Neukalibrierung über den Liquiline-Transmitter an die Leitwarte.
Die digitale Kommunikation zwischen dem MemoSens mit induktiver Signal- und Energieübertragung und dem Transmitter Liquiline verhindert aber auch zuverlässig Fehlinterpretationen von Messwerten. Bei Standard-pH-Sensoren wird bei abgeklemmtem oder beschädigtem Kabel kein Alarm ausgelöst, der pH-Wert schwankt um den Asymmetriepunkt, also um pH 7 bzw. 0 mV. Der digitale Sensor hingegen löst sofort Alarm aus, meldet die fehlende Verbindung zwischen Sensor und Messumformer als Klartext im Grafikdisplay und signalisiert gleichzeitig über eine rote Alarm-LED den Fehler.
Komplexe Vorgänge im Griff
Alle diese Diagnoseparameter sind auch im Leitsystem mit Fieldcare auswertbar. Im Zusammenspiel des Liquiline-Transmitters mit den MemoSens-Sensoren wird die Neukalibrierung bzw. der Sensortausch wesentlich vereinfacht und beschleunigt. MemoSens-Sensoren haben den entscheidenden Vorteil, dass diese von Fachleuten im Labor vorkalibriert werden können. Dies ist möglich, da die A/D-Messwertwandlung direkt im Sensor-Steckkopf der pH-Elektrode erfolgt und somit die bisher nötige, hochohmige Sensorleitung und die oft kritischen Kontakte aus der Kalibrierkette herausfallen. Es wird lediglich ein vorkalibrierter Sensor auf den Bajonettverschluss der Kabelanbindung gesteckt und wieder in den Prozess eingebaut. Wenn die Messstelle freigegeben wird, tauschen Sensor und Transmitter digital alle nötigen Informationen aus. Das zeitaufwendige Kalibrieren durch Fachpersonal vor Ort und das Mitnehmen von Pufferlösungen entfallen.
Volle Flexibilität
An den Transmitter können pH-Sensoren aller Technologien wie Isfet, Glaselektrode oder auch konduktive und induktive Leitfähigkeitssensoren ohne Umbau angeschlossen werden. Der wesentliche Vorteil dieses herstellerunabhängigen und offenen Konzeptes besteht darin, dass Betreiber das volle Innovationspotenzial des Liquiline-Transmitters nutzen können, ohne gleichzeitig die vorhandenen Sensoren wechseln zu müssen. Dies ist besonders für stabil laufende Prozesse von Vorteil, weil dadurch zeit- und kostenintensive Zertifizierungsroutinen mit neu eingebauten Sensoren entfallen.
Die Transmitter werden zur Feld-, Mast- und Schalttafelmontage in zwei IP 67-Gehäusevarianten angeboten – neben dem universell einsetzbaren Kunststoffgehäuse steht die identische Transmitterfunktionalität auch in einem pharmagerechten Edelstahlgehäuse zur Verfügung.
Natürlich ist der Transmitter in alle gängigen Prozessleitsysteme über Foundation Fieldbus-, Profibus- und Hart-Protokolle integrierbar. Der Transmitter selbst ist für die Menüführung auf eine große Zahl verschiedener Sprachen – z. B. auch Chinesisch – einstellbar. Da die Bedienungsanleitungen im Print-on-Demand-Verfahren für jeden Transmitter individuell erstellt werden, sind auch diese in der jeweils gewünschten Landessprache auf das jeweilige Gerät zugeschnitten und somit vom Informationsballast aller anderen verfügbaren Varianten befreit.
Nach internationalen Standards
Mit dem Liquiline Transmitter steht ein Zweidraht-Messumformer für die Prozessmessgrößen pH/Redox, Leitfähigkeit/Konzentration/Widerstand und gelöster Sauerstoff zur Verfügung, der in Chemie, Pharma, Food und Kraftwerken zuverlässige Messwerte nach internationalen Standards liefert. Der Transmitter ist für Ex-Anwendungen einsetzbar, verfügt über die Atex-Zulassung II (1)2G EEx ib (ia) IIC T6 / II 3D und ist eigensicher nach FM IS Cl.I Div 1. Ebenso sind auch Benutzerverwaltung und Logbucheinträge nach 21 CFR 11 integriert.
cav 438

Mehr Informationen zu Liquiline
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