Bisher war für analoge Analysesensoren ein externer Transmitter vor Ort notwendig, der die Sensorsignale für das Prozessleitsystem auswertet. Betrachtet man in einer Fehlerberechnung nach IEC 61508/IEC61511 die Messkette vom Sensor zum Prozessleitsystem, so gehen prozentual die meisten Fehler zu Lasten des Transmitters. Die häufigsten Fehlerquellen sind die falsche Installation, Verkabelung oder Konfiguration des Transmitters. Um diese Probleme zukünftig zu vermeiden, wurde bei den digitalen Analysesensoren Smartsens der Transmitter miniaturisiert und im Sensorkopf integriert. Durch den Wegfall des externen Transmitters reduziert sich der Gesamtpreis des Systems im Vergleich zu anderen Messsystemen (Sensor und Transmitter) um mehr als die Hälfte, wie ein Rechenbeispiel in Bild 3 zeigt. Der Schaftdurchmesser eines pH-Sensors beträgt trotz integriertem Transmitter nur 12mm und ist dank standardisiertem Prozessanschluss PG 13,5 mit 98% aller gängiger Prozessarmaturen kompatibel. Alle relevanten Daten (Kalibrierhäufigkeit, Lebensdauer, Austausch…) werden gespeichert und entsprechen der Namur NE 107 sowie der VDI/VDE2650. Zudem kann der Sensor über das 4…20mA/Hart-Signal direkt mit dem Prozessleitsystem verbunden werden. Dank stromschleifengespeistem 2-Leiter-System ist der Einsatz sowohl im Punkt-zu-Punkt-Betrieb als auch für Multidrop-Installationen möglich. Bis zu 64 Sensoren lassen sich in einer Schleife von mehr als 1.000m Länge anschließen.
Vierfache Lebensdauer
Aufgrund externer Einflüsse wie Medium, Temperatur, Feuchtigkeit oder Verschmutzungen verlieren Analysesensoren im Laufe der Zeit ihre Genauigkeit und müssen rekalibriert, gereinigt, regeneriert und letztendlich ausgetauscht werden. Derzeit funktionieren ca. 85% der heutigen Analysesensoren im Feld mit Analogtechnologie und müssen gemeinsam mit dem Transmitter vor Ort kalibriert werden. Dies führt zu Problemen, wenn sie an entfernten oder schwer zugänglichen Messstellen ohne Witterungsschutz installiert sind. Um falsche Kalibrierwerte zu vermeiden, können die neuen digitalen Sensoren offline in einem Labor unter kontrollierten Bedingungen (re-) kalibriert werden. Zudem besteht die Möglichkeit der Reinigung und Regenerierung, wodurch sich die Lebensdauer bis um das Vierfache verlängert. Die Sensoren speichern die Kalibrierdaten und können anschließend wieder an der Messstelle eingesetzt werden. Für die Offline-Kalibrierung können die Sensoren per USB-Schnittstellenkabel für die bidirektionale Hart 7 Kommunikation und Stromversorgung an einem PC angeschlossen werden, der dieselbe Pactware-Bedienoberfläche wie das Assetmanagement-System verwendet. Zielbranchen der Neuentwicklung sind Chemie-, Pharma-, Lebensmittel- und Getränkehersteller sowie Energie-/Wasser- und Abwasseranwendungen. Die Zulassungen und Zertifikate reichen von Zone 0 bis zu hygienischen Bereichen sowie für Anwendungen mit Temperaturklasse T3, T4 und T6. Mit Start der Sensorfamilie steht auch eine große Auswahl an Zubehör zur Verfügung, wie z.B. stromschleifengespeiste Displays, USB-Schnittstellenkabel für Offline-Kalibrierung und PC-Bedienung mit Pactware (geeignet auch für Zone 1), Armaturen sowie ein Kalibrierungs-/Bediengerät mit Logbuchfunktion. Zudem sind die Sensoren kompatibel zu mehr als 40 am Markt gängigen Displays.
Fazit
Knapp drei Jahre haben die Entwickler für das Produktkonzept benötigt. Mit dem Ansatz, Analysesensoren zukünftig ohne externe Transmitter zu betreiben, dürfte Smartsens sicherlich für Interesse beim Anwender sorgen. Halbierte Systempreise bei bis zur vierfacher Lebensdauer im Vergleich zu analogen Sensoren sprechen für sich und die Tatsache, dass Krohne ganz offensichtlich mehr kann als \’nur\‘ Durchfluss. (peb)
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