Modulare Coriolis-Massedurchflussmesser

Jens N. Gøbel

Die Entwicklung des Massflo Mass 6000 erfolgte in enger Zusammenarbeit mit wichtigen Großabnehmern, die branchenunabhängig übereinstimmende Erwartungen an zukünftige Durchflussmesserkonzepte haben. Das Ergebnis sind entscheidende Verbesserungen folgender Hauptparameter:

• Verbesserte Step-Response,

• bessere Störfestigkeit und

• größere Modularität.

Die Step-Response-Zeit ließ sich um den Faktor drei bis fünf verkürzen, so dass eine genaue Durchflussmessung innerhalb weniger Sekunden möglich ist. Dies ist eine Verbesserung mit großen Vorteilen für viele Anlagen, bei denen die Zeit eine entscheidende Rolle spielt, wie beispielsweise bei der Dosierung von Medikamenten in Ampullen. Hier ist der Durchflussmesser Teil eines Regelsystems, und da die Anlagen meist nach ihrer Kapazität beurteilt werden, macht sich die höhere Geschwindigkeit sofort bemerkbar.

Die deutliche Verbesserung der Ansprechzeit wurde u.a. durch den Einsatz der ASIC-Technologie erreicht: Danfoss hat in Zusammenarbeit mit Anbietern von digitalen Signalprozessoren einen speziellen Massedurchfluss-Chip entwickelt, der die gesamte Signalverarbeitung erledigt.

Der Massflo-Durchflussmesser Mass 6000 ist praktisch immun gegen äußere Störeinwirkungen. Diese Eigenschaft ist entscheidend für einen erweiterten Dynamikbereich. Es sind dazu nämlich Messgeräte erforderlich, die kleinere Signale verarbeiten können, ungeachtet einer eventuellen Überlagerung des Messsignals durch Störungen. In diesem Zusammenhang sind Störungen sowohl elektrische Störungen als auch Vibrationen und hydraulische Geräusche von Pumpen und Ventilen.

Durch die erhöhte Störfestigkeit lässt sich das Messgerät an jeder beliebigen Stelle einer Anlage einbauen. Der Anlagenbauer braucht eventuelle Störeinflüsse nicht mehr zu berücksichtigen, da der Durchflussmesser in seiner Funktion und Genauigkeit davon nicht beeinträchtigt wird. Diese Voraussetzungen eröffnen neue Freiheiten bei Design und Dimensionierung von Anlagen.

Die verbesserte Störfestigkeit wurde mit Hilfe eines von Danfoss patentierten Algorithmus zum Messen und Verarbeiten der Sensorsignale erreicht.

Durch seine modulare Konstruktion ist der Massflo-Durchflussmesser Mass 6000 sowohl für Standard- als auch OEM-Kunden interessant. Am Boden aller Signalumformer wurde Raum für ein separates Add-on-Modul vorgesehen, beispielsweise ein Kommunikationsmodul, zusätzliche Ausgänge, eine Batch-Steuerung o. ä. Der große Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass der Anwender selbst, falls erforderlich, einzelne Module nachträglich einbauen kann. Das Messgerät lässt sich also entsprechend des aktuellen Bedarfs konfigurieren.

Nicht zuletzt beim Einsatz mit Buskommunikation wird der Vorteil deutlich. Soll die Ausrüstung auf eine neue Busversion aufgerüstet werden oder möchte man auf ein anderes Bussystem umstellen, ist das durch einen simplen Eingriff möglich. Wird noch keine Buskommunikation angewandt, ihre Einführung aber erwogen, ist Massflo Mass 6000 ebenfalls darauf vorbereitet. Der Apparat lässt sich gegebenenfalls schnell auf eine erst später gewählte Buskommunikation einstellen.

Der hohe Integrationsgrad des Massflo Mass 6000 ermöglichte es, das Gehäuse des Messgeräts weiter zu verkleinern, so dass es nun noch kompakter und damit in Bezug auf den Einbau noch flexibler ist. Diese Flexibilität spiegelt sich in einer neu konzipierten Schnittstelle zwischen Messkopf und Signalumsetzer wider. Sämtliche Kommunikation zwischen den beiden Bauteilen erfolgt über eine standardisierte Steckverbindung, die für alle Messkopf- und Signalumsetzertypen gleich ist. Für Unternehmen mit wechselnden Erfordernissen ist das ein klarer Vorteil. Mit nur einer Artikelnummer für den Messkopf kann dieser beliebig beispielsweise mit einer IP 67 Kompaktausführung bestückt oder für eine andere Anwendung auf einem kompakten Eexd-Signalumsetzer verwandt werden. Für kritische Prozesse, die im Störungsfall schnelle Reparatur verlangen, vermindert dieses System den Ersatzteillagerbedarf auf ein Minimum.

Halle 9.2, Stand C38-C39

E cav 289

cav Danfoss bietet neben magnetisch-induktiven Durchflussmessern und Ultraschalldurchflussmessern seit einiger Zeit auch Systeme nach dem Coriolis-Messprinzip an. Wo sehen Sie die spezifischen Einsatzvorteile der einzelnen Technologien?

Jens N. Gøbel Die Ultraschall-Technologie besitzt eine weite Verbreitung innerhalb der Fernwärmeindustrie und der Wasserversorgung. Hier ist das Ultraschall-Prinzip besonders bei Nennweiten größer DN 600 konkurrenzfähig. Auch die Tatsache, dass sich Ultraschall-Signalwandler auf ein existierendes Rohr nachmontieren lassen, hat zur Verbreitung der Technologie erheblich beigetragen. Die magnetisch-induktive Technologie ist in der Nahrungsmittelindustrie und Prozessindustrie besonders dort von Interesse, wo große Genauigkeit, im Idealfall besser als 0,25%, erforderlich ist. Das Coriolis-Messprinzip ist für Anwendungen, bei denen große Genauigkeit ohne Rücksicht auf die Prozessverhältnisse notwendig ist, interessant. Das Messsystem misst direkt in Kilogramm. Dadurch lassen sich Konversionsfehler vermeiden.

cav Wie sehen Sie die weitere Marktentwicklung bei Coriolis-Durchflussmessern?

Jens N. Gøbel Alle Branchen wünschen vor allem eine vereinfachte und optimierte Instrumentierung der Prozessanlagen. Diese Anforderungen erfüllen die Coriolis-Messsysteme in idealer Weise, da sie die Messung von mehreren physischen Größen wie Masse, Volumen, Temperatur und Dichte ermöglichen. Auch die chemische Industrie und die Lebensmittelindustrie haben diese Vorteile erkannt und ersetzen heute teilweise herkömmliche MID-Systeme aufgrund der Multiparameter-Funktionalität mit der Coriolis-Technologie.

cav Sie heben beim Massflo Mass 6000 insbesondere die verbesserte Step-Response, eine höhere Störfestigkeit und größere Modularität hervor. Können Sie in wenigen Worten erklären, wie Sie diese Leistungsmerkmale erreicht haben?

Jens N. Gøbel Die Step-Response zu verbessern war die größte Herausforderung, die zu bewältigen war. Wir haben sie u.a. durch den Einsatz der ASIC-Technologie erreicht. Statt herkömmliche Mikroprozessortechnologie zu verwenden, konstruierten wir unseren eigenen Coriolis-Chip. Der ASIC ist mit einem Strom- und Frequenz-/Impulsausgang versorgt, so dass das Signal ohne Verzögerung zur Verfügung steht.

cav Wie präsentieren Sie sich auf der Achema und was erwarten Sie von dieser Ausstellung?

Jens N. Gøbel Danfoss möchte die Achema 2000 besonders für die Darstellung der USMII-Plattform nutzen. Diese Plattform offeriert der Industrie neue Möglichkeiten einer flexiblen und wirtschaftlichen Konfiguration von Durchflussmessern. Das USMII-Konzept ermöglicht die Ausrüstung eines beliebigen Danfoss-Durchflussmessers mit jedem Bus nach Wunsch.

cav Welche technologischen Entwicklungen erwarten Sie zukünftig im Bereich der Durchflussmesstechnik?

Jens N. Gøbel Bedeutende Bereiche für die weitere Entwicklung sind insbesondere Benutzerfreundlichkeit und Messfunktionalität. Es muss künftig möglich sein, mit Hilfe einer standardisierten Benutzeroberfläche mit dem Durchflussmesser zu kommunizieren. Neue Werkzeuge wie Laptops und Palmtops werden das lokale Display ersetzen und neue Möglichkeiten innerhalb Datenaustausch und Parametrierung öffnen.