Fast 40 Anwendungsfälle für die Zustandsüberwachung
Daniel Persson, Process & Portfolio Manager Innovation bei Endress+Hauser: „Die Selbstdiagnose und die Verifikation erhöhen die Prozessleistung und unterstützen dabei, die Kalibrier- und Prüfzyklen zu optimieren“ (Quelle: Endress+Hauser)
Smarte Messtechnik nutzt Sensorsignale für neue Diagnose-, Prüf- und Überwachungsfunktionen (Quelle: Endress+Hauser)
Aus Sensorsignalen lässt sich allerdings noch weitaus mehr herauslesen, etwa, ob sich anspruchsvolle Prozessbedingungen negativ auf das Gerät auswirken. „Typische Beispiele sind Korrosion oder Abrasion von Sensorteilen, das Auftreten von Schaum in einem Tank oder auch Belagsbildung auf der Sensoroberfläche. Heartbeat Monitoring erkennt diese Einflüsse und übersetzt sie in verständliche Informationen zum Gerät und Prozess“, erklärt D. Persson. Beobachten Anlagenbetreiber diese Parameter über die Zeit, können sie unerwünschte Veränderungen zuverlässig und schnell erkennen. „Mittlerweile gibt es hier über alle Messparameter und Technologien hinweg fast 40 Anwendungsfälle für die Zustandsüberwachung zwecks vorausschauender Wartung oder für die Prozessoptimierung und Überwachung des Anlagenzustands“, berichtet D. Persson.
Zu den Anwendungsfällen zählen beispielsweise:
- Durchfluss: Coriolis-Messgeräte erkennen am Schwingungsverhalten des Rohrs, ob Korrosion oder Abrasion vorliegt. Zudem detektieren sie anhand der Oszillationsdämpfung Belagsbildung und sie können Inhomogenitäten in Prozessmedien, wie Gaseinschlüsse, identifizieren. Magnetisch-induktive Geräte analysieren die elektrische Leitfähigkeit innerhalb des Messrohrs und können so ebenfalls die Bildung von Belag detektieren. Ultraschallsensoren erkennen diese an der Signalstärke sowie anhand der Akzeptanzrate der Inhomogenitäten im Medium. Diese können auch thermische Massedurchflussmessgeräte feststellen.
- Druck: Differenzdrucktransmitter überwachen während des Betriebs das Signalrauschen und erfassen so Prozessanomalien: Zum Beispiel, ob eine Wirkdruckleitung verstopft ist, etwa aufgrund von Belagsbildung. Bei Überschreitung des definierten Schwellenwerts signalisiert das Gerät Wartungsbedarf. Per Loop-Diagnose werden erhöhte Messkreiswiderstände durch Kriechströme an korrodierenden Klemmen oder eine abnehmende Spannungsversorgung erkannt. Mithilfe frei definierbarer Druck- und Temperaturgrenzen kann über unerwünschte dynamische Druckschläge, fehlerhafte Begleitheizung bzw. Isolierung informiert werden.
- Füllstand: Radar-Füllstandsmessgeräte ermitteln anhand der relativen Echo-Amplitude, ob und wie viel Schaum sich auf der Flüssigkeitsoberfläche gebildet hat. Wenn eine bestimmte anwendungsspezifische Grenze erreicht ist, kann automatisch ein Signal zur Aktivierung des Sprinklersystems versendet werden, um das Schaumniveau zu verringern. Das optimiert die Dosierung von Entschäumungsmitteln. Zudem ist eine Ansatz- oder Belagsbildung auf der Radarantenne detektierbar, um beispielsweise eine bedarfsorientierte Druckluftreinigung zu steuern. Radiometrische Messgeräte berechnen aufgrund der Aktivität der Strahlenquelle deren erwartete Betriebsdauer sowie die Restlebensdauer des Photomultipliers. Grenzstandschalter bemerken anhand der Gabelfrequenz Korrosion und Abrasion sowie Belagsbildung auf der Schwinggabel.
- Analyse: Analysesensoren (pH, ORP, Desinfektion, gelöster Sauerstoff, Trübung, Photometrie und Leitfähigkeit) sowie Probenehmer berechnen einen Sensorzustandsindex und Leistungskennzahlen, mit deren Hilfe Betreiber die Verfügbarkeit der Messstelle erhöhen und die Wartung ihrer Anlage optimieren können. Mit dem Sensorzustands- bzw. Gerätezustandsindex ist die Sensoralterung ebenfalls identifizierbar.
- Temperatur: Beim selbstkalibrierenden Thermometer von Endress+Hauser wird die Abweichung zwischen Temperaturreferenz und RTD-Sensor erfasst und in einem Speicher abgelegt. Dadurch lassen sich Abweichungen über den zeitlichen Verlauf erfassen und eine Tendenz erkennen. Bei Erreichen einer vordefinierten Grenze wird eine Diagnosenachricht ausgegeben.
Das volle Potenzial ausschöpfen
Die meisten Funktionen von Heartbeat Technology sind direkt am Gerät abrufbar. Das volle Potenzial erschließt sich jedoch, wenn Anlagenbetreiber sie in ihre Infrastruktur integrieren oder sie an die Cloud anbinden: „In einer vernetzten Umgebung werden die Aufgaben nicht nur effizienter und bequemer ausgeführt, sondern es stehen auch zusätzliche Funktionen zur Verfügung, etwa die Generierung eines Verifizierungsberichts oder die Überwachung von Heartbeat-Technology-Parametern“, sagt D. Persson abschließend.