Smarte Lösungen für die digitale Transformation Endress+Hauser treibt Digitalisierung bei Sensoren weiter voran

Autor: Sabine Mühlenkamp

Selbsterklärende Bedienkonzepte, Möglichkeiten zur kabellosen Kommunikation, Sensordiagnose sowie die Bereitstellung von Informationen über Sensor und Prozess gelten als Schlüsselkonzepte für smarte Prozesse. Auf einem digitalen Fachpresse-Event zeigte Endress+Hauser anhand einiger Geräteneuentwicklungen, wie diese Anforderungen umgesetzt werden.

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Nicht nur bei der neuen Generation der Cerabar- und Deltabar-Drucktransmitter geschieht die Bedienung intuitiv über die Smartblue-App, auch alle anderen auf dem Fachpresse-Event von Endress+Hauser vorgestellten Sensoren fügen sich nahtlos in die Industrie-4.0-Welt ein.
Nicht nur bei der neuen Generation der Cerabar- und Deltabar-Drucktransmitter geschieht die Bedienung intuitiv über die Smartblue-App, auch alle anderen auf dem Fachpresse-Event von Endress+Hauser vorgestellten Sensoren fügen sich nahtlos in die Industrie-4.0-Welt ein.
(Bild: Endress+Hauser)

Selbstüberwachung von Geräten, schnelle Abfrage von Diagnose- und Monitoring-Daten sowie Datentransparenz sind die wichtigsten Eigenschaften, über die Sensoren in der heutigen Industrie-4.0-Welt verfügen müssen. Endress+Hauser lieferte dafür auf einem digitalen Fachpresse-Event – Corona-bedingt würdiger „Ersatz“ für den traditionellen Fachpresse-Tag im Mai in Basel – eindrucksvolle Beispiele. Im Mittelpunkt bei fast allen Sensoren stehen die Heartbeat-Technologie und die Anbindung der Sensoren via Bluetooth.

„Allein in diesem Jahr haben wir 74 Produktinnovationen auf den Weg gebracht, im Mittelpunkt stehen Industrie-4.0-Anwendungen“, zeigt sich Pressesprecher Martin Raab stolz. Allen Geräteentwicklungen gemeinsam war, dass die Digitalisierung nicht zum Selbstzweck vorangetrieben wurde, sondern durchaus praktische Hintergründe hatte. Denn viele Industrien kämpfen mit einem zunehmenden Mangel an qualifiziertem Personal. Hier helfen jede Vereinfachung wie eine intuitive Bedienung oder geführte Bedienabläufe sowie jede Zeitersparnis dabei, den Produktivitäts- und Sicherheitsanforderungen im betrieblichen Ablauf gerecht zu werden.

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Inbetriebnahme und Wartung erleichtern

So hat Endress+Hauser die neue Generation der Cerabar- und Deltabar-Drucktransmitter, die seit dem ersten Quartal 2021 auf dem Markt sind, auf Einfachheit getrimmt. Die intuitive Bedienung geschieht über die Smartblue-App; geführte Bediensequenzen sollen den Inbetriebnahmeprozess beschleunigen. Ermöglicht wird das durch eine zusätzliche Bluetooth-Schnittstelle, die Entfernungen bis 25 Meter überbrückt.

Des Weiteren unterstützt die Heartbeat-Technologie den Wartungsmitarbeiter dabei, seine Messstellen in weniger als drei Minuten zu verifizieren – ohne Prozessunterbrechung. Grundlage der Verifizierung ist die kontinuierliche Selbstdiagnosefunktion der Drucktransmitter. „Damit lassen sich ein Leitungswiderstand durch korrodierte Klemmen ebenso erkennen, wie verstopfte Impulsleitungen“, verdeutlichte Dirk Dohse, Produktmanager bei Endress+Hauser. Mit einem Diagnosedeckungsgrad von über 95 Prozent sei es möglich, Anlagenrevisionen und den Wartungsaufwand für Messgeräte schon im Vorfeld zielgerichtet zu planen und Stillstandzeiten zu verringern. Bei der Inbetriebnahme inklusive Verriegelung von SIL-Messstellen und auch bei den wiederkehrenden Prüfungen nach SIL unterstützen neue digitale Assistenten die Anwender.

Weitere Details lesen Sie hier: Neue digitale Drucktransmitter für die Industrie 4.0-Welt

Digitale Lösung für die Bestandsverwaltung von Schüttgütern

Seit der Markteinführung im vergangenen Jahr wurde der Micropilot FWR30 zunächst zur Füllstandmessung, Bestandsverwaltung und Lokalisierung von Plastik-IBCs (Intermediate Bulk Container) mit Flüssigkeiten wie Reinigungsmitteln, Aromastoffen, Phosphatfällmittel und anderen Zusätzen eingesetzt. Seit März 2021 ist der cloudbasierte Radarsensor auch für Feststoffe im Einsatz – dank der Entwicklung neuer Auswertealgorithmen und der Konstruktion neuer Prozessanschlüsse. Damit kann der Füllstandsensor jetzt auch Füllstände von Feststoffen wie Futtermittel, Baustoffe oder Holzpellets bestimmen.

Insbesondere die Baustoffindustrie kennt das Problem: Die Silos befinden sich an entlegenen Standorten. Dadurch lassen sich Füllstände nur schwer überwachen. Häufig müssen sich die Nutzer auf manuelle Messungen oder Schätzungen verlassen. Sinkende Bestände, beispielsweise von Bau- oder Zuschlagsstoffen fallen dadurch erst spät auf – im Zweifel sogar erst dann, wenn die Behälter bereits leer sind. In Verbindung mit dem IIoT-Ökosystem Netilion können Nutzer von mobilen Silos, Tanks oder Containern nun mit einem Tastendruck auf die Füllstände zugreifen.

Die Messdaten werden in frei definierbaren Intervallen erfasst und sind über die Cloudanbindung des Geräts jederzeit und von überall abrufbar. „Der 80-GHz-IIoT-Sensor mit integrierter SIM-Karte läuft im Batteriebetrieb mit einer Batterielebensdauer bis zu zehn Jahre“, erklärte Janina Mang, Produktmanagerin im Online-Stream. Dank der Auswertung von präzisen GPS-Daten wissen Nutzer des Micropilot FRW30 außerdem stets, wo sich ihr Lagertank oder Container befindet.

Durchflussmessung in abgelegenen Gebieten

Dass man auch bei Durchflussmessungen nicht immer vor Ort sein muss, zeigt Endress+Hauser mit dem Durchflussmessgerät Promag W 800 mit Batteriebetrieb. Es erlaubt den wartungsfreien Langzeitbetrieb bis zu 15 Jahren sowie einen weltweit sicheren Datentransfer via Mobilfunk. Interessant dabei sind die verschiedenen Ausbaustufen, quasi von der Mini-Anwendung bis zum großen Wasserwerk lassen sich die Daten übertragen und in weiteren Systemen auswerten.

Die Flexibilität in Bezug auf die Konnektivität ist einzigartig.

„Die Flexibilität in Bezug auf die Konnektivität ist einzigartig“, ist Produkmanager Gary Dreyer überzeugt. Messwerte und Statusmeldungen sind ebenfalls online abrufbar, wie Durchfluss, Druck, Summenzähler, Geräte- und Prozessstatus, Alarmmeldungen, Batterie-Ladezustand, Geodaten und vieles andere mehr. Das batteriebetriebene Durchfluss-Messgerät lässt sich einfach via Smartblue-App über Bluetooth bedienen und schickt seine Daten über Mobilfunknetze in das Netilion-Ökosystem oder in die digitale Infrastruktur des Kunden.

Mit der integrierten Heartbeat-Technologie ist es zudem möglich, die Promag-Durchflussmessgeräte permanent zu überwachen, deren Funktionstüchtigkeit auf Knopfdruck zu verifizieren und damit eine gleichbleibend hohe, innerhalb der Spezifikation liegende Messgenauigkeit nachzuweisen. Dies erlaubt, die für verrechnungspflichtige Messstellen geltenden Vorschriften sicher einzuhalten – im laufenden Betrieb und ohne Prozessunterbrechung.

Grenzschalter kommunizieren nun auch parallel

Auch die bewährten Liquiphant-Grenzstandschalter für Flüssigkeiten wurden nun mit neuer Hard- und Software in Richtung Industrie 4.0 versehen. Das zeigt sich besonders in der Kommunikationsfähigkeit der Geräte, die in Prozessleitsysteme eingebunden werden und parallel via Bluetooth ansprechbar sind.

„Vor allem bei schwer zugänglichen oder gefährlichen Prozessen empfiehlt sich das“, so Christine Schultz, Produktmanagerin für die Liquiphant-Reihe. „Gleichzeitig ist die neue Generation aufgrund der vollständigen Entwicklung nach IEC61508 für den Einsatz in SIL2- und SIL3-Anwendungen konzipiert.“

Buchtipp

Das Buch Industriesensorik beschreibt die Entwicklung und die praktische Anwendung der wichtigsten Sensoren. Durch anwendungsbezogene Fehleranalysen von Messsystemen, Sensoren und Sensorsystemen, jeweils ergänzt durch viele detaillierte, vollständig durchgerechnete Anwendungsbeispiele, eignet sich das Buch nicht nur für Studenten, sondern auch für Ingenieure und Techniker verschiedener Fachrichtungen.

Als Vibronik-Grenzschalter ist der Liquiphant unabhängig von wechselnden Medieneigenschaften und eignet sich als zuverlässige Überfüllsicherung oder Trockenlaufschutz. Auch hier liefert die Heartbeat-Technologie Diagnose- und Monitoring-Daten, z. B. die Frequenzhistorie, um Trends zu erkennen und dadurch eine vorausschauende Wartung der Grenzschalter zu betreiben. Auch die kontinuierliche Selbstdiagnose mit standardisierten Diagnosemeldungen und eine geführte Geräteverifikation mit automatisch generierten Prüfprotokollen reduzieren den Betriebs- und Instandhaltungsaufwand erheblich.

Regelmäßige und vorgeschriebene Wiederholungsprüfungen, wie sie in SIL-Anwendungen oder bei WHG-Messstellen gefordert sind, werden wesentlich weniger aufwendig. Prüfzyklen können durch das neue Sicherheitskonzept bei maximaler Anlagensicherheit ausgedehnt werden. Im Übrigen sind die neuen Grenzschalter mechanisch und elektronisch kompatibel zu ihren Vorgängermodellen, so dass ein 1:1 Tausch durch die neue Generation unkompliziert ist.

Webinar-Tipp: Kosten und Aufwand bei der wiederkehrenden Prüfung senken.

Digitaler Lebenslauf bei der Flüssigkeitsanalyse im Sensorkopf

Abschließend wurde die nächste Generation der digitalen Memosens-Technologie vorgestellt. Auch hier gilt: „Alle Eigenschaften bleiben erhalten, und die Sensoren mit Memosens 2.0 sind vollständig rückwärts kompatibel“, verwies Produktmanager Einar Möller in einer Live-Schaltung zum Standort Gerlingen auf die Praxisnähe. Die Memosens-2.0-Sensoren sind mit hochintegrierten Elektronikbausteinen ausgestattet und speichern die letzten acht Kalibrierungen/Justierungen im Sensorkopf. Auch die Daten der Werkskalibrierung sind dauerhaft gespeichert. So haben die Sensoren ihren „digitalen Lebenslauf“ immer dabei. Diese Informationen können auf verschiedenen Wegen für die Diagnose genutzt werden – direkt mit dem Kalibrier- und Dokumentationstool Memobase plus oder über den Messumformer Liquiline per Gateway ins Internet zum Dienst Netilion Health.

„Die kontaktlose digitale Datenübertragung schaltet unerwünschte Einflüsse durch Feuchtigkeit, Korrosion und Salzbrücken aus. Bei Störungen der Signalübertragung wird eine Meldung ausgelöst“, nennt Möller einen weiteren Pluspunkt. EMV-Sicherheit und störungsfreie Messungen werden durch galvanische Trennung gewährleistet. Gleichzeitig wurde ein neues Atex-Konzept entwickelt, das weg von der Systemzulassung geht.

Zertifizierungen verfügbar

Alle Ex-Sensoren können mit allen Endress+Hauser-Transmittern mit der entsprechenden Zertifizierung kombiniert werden. Und auch bei den neuen Memosens pH-Sensoren ist die Heartbeat-Technologie an Bord. Aus Parametern wie pH-Wert, Temperatur und Zeit wird eine Zustandsgröße berechnet, die Hinweise auf den Wartungsbedarf und sogar auf die verbleibende Lebensdauer ermöglicht. Auch für neue amperometrische Sauerstoff-Sensoren gibt es jetzt eine Status-Funktion. Mit dem sogenannten Elektrolytzähler lässt sich hier ebenso ein anstehender Wartungsbedarf ermitteln.

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