Digitales Prüfkonzept in der Druckmessung

Ein Herz für Industrie 4.0

Industrie 4.0 und Digitalisierung sind als Schlagwörter allgegenwärtig, auch in der Prozessautomatisierung. Aber verbessern sie tatsächlich alltägliche Arbeitsabläufe? Am Beispiel der Druckmessung wird deutlich, wie ein digitales Prüfkonzept für mehr Produktivität und mehr Anlagensicherheit sorgt.
 Mit dem Prüfkonzept Heartbeat Technology von Endress+Hauser soll die Geräteverifizierung in weniger als drei Minuten erledigt sein.
Mit dem Prüfkonzept Heartbeat Technology von Endress+Hauser soll die Geräteverifizierung in weniger als drei Minuten erledigt sein.Bild: Endress & Hauser GmbH & Co. KG

Heartbeat Technology ist ein digitales Prüfkonzept von Endress+Hauser, das die Anlagenverfügbarkeit erhöhen und gleichzeitig Wartungsaufwendungen senken soll. Die Design-Philosophie basiert darauf, dass Messfunktionalität, Sicherheit und Einfachheit ausgewogen sind. Mit den neuen Gerätefamilien Cerabar und Deltabar macht macht der Hersteller das Konzept nun für Druck und Differenzdruck verfügbar. Es besteht aus drei Bausteinen: Diagnose, Verifikation und Monitoring.

 Ein Wartungsbeauftragter startet die Verifikation per mobilem Endgerät.
Ein Wartungsbeauftragter startet die Verifikation per mobilem Endgerät.Bild: Endress & Hauser GmbH & Co. KG

Hoher Diagnosegrad bereits ab Werk

Diagnose bildet hier die Basis: Der Diagnosedeckungsgrad der neuen Transmitter soll bei mehr als 96 Prozent liegen. Das bedeutet, dass fast alle sogenannten gefährlichen unerkannten Ausfälle detektiert werden können. So werden Softwareintegrität, Klemmenspannung, Ausgangsstrom, Loop-Diagnose und statistische Sensordiagnose rund um die Uhr automatisch überwacht. Die Prozess- und Gerätediagnosemeldungen erfolgen gemäß der Namur-Empfehlung NE 107 ‚Selbstüberwachung und Diagnose von Feldgeräten‘ und liefern den Benutzern klare Handlungsanweisungen, wie sie bei einer Fehlermeldung richtig reagieren.

 Ein Gerät aus der neuen Deltabar-Gerätefamilie (rechts, mit grünem Display), daneben ein Vorgängermodell.
Ein Gerät aus der neuen Deltabar-Gerätefamilie (rechts, mit grünem Display), daneben ein Vorgängermodell.Bild: Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

Verifikation in drei Minuten Der Baustein Verifikation ermöglicht eine Geräteverifizierung innerhalb von drei Minuten. Weil nicht aktiv in den Signalkreis eingegriffen wird, können selbst Mitarbeitende ohne spezielles Fachwissen die Verifizierung jederzeit übernehmen. Da die neuen Drucktransmitter über Bluetooth-Konnektivität verfügen, müssen Anwender sich für eine Verifikation nicht mehr direkt zum Gerät begeben. Über die Bluetooth-Verbindung können sie stattdessen aus einer Entfernung von bis zu 25m direkt auf die Geräte zugreifen. Der Prozess läuft dabei ohne Unterbrechung weiter: Die Mitarbeiter gehen die Verifizierung schrittweise über eine App an einem mobilen Endgerät durch. Alternativ ist die Verifizierung über digitale Kommunikation mit Hart oder mit der grafischen Anzeige möglich. Ein wichtiger Service in der Chemie-, Öl&Gas- oder Energie-Industrie, wo die Gerätetests periodisch durchgeführt und die Ergebnisse festgehalten werden müssen: Heartbeat Verifikation erledigt die Dokumentation der Gerätefunktionen automatisch. Als Prüfnachweis dient dabei der Verifizierungsbericht, der direkt nach der Verifizierung als PDF-Datei ausgestellt wird und alle relevanten Informationen enthält. Wie Monitoring die Produktivität erhöht

Der dritte Baustein ist Monitoring. Diese Funktion deckt unerwünschte Geräte- oder Prozessanomalien auf und gibt Aufschluss über mechanische und thermische Belastungen. Dabei werden neben der Druckmessung zusätzliche Daten ausgewertet, u.a. das Signalrauschen oder die Klemmenspannung. Welcher Nutzen sich für Anwender ergibt, wird an drei Beispielen deutlich:

Wurde mach einer Wartung ein Ventil falsch eingestellt, erkennt Monitoring dies als eine verstopfte Impulsleitungen. Möglich wird das durch die statistische Analyse des Drucksignals.

Monitoring stellt fest, ob Ventilklappen zu schnell schließen und Wasserschläge oder Druckstöße verursachen. Möglich wird das durch die Messung von dynamischen Druckschlägen im Millisekundenbereich. Dadurch kann außerdem die mechanische Belastung quantifiziert werden.

Mit Monitoring werden korrodierte Klemmen und dadurch versursachte Kriechströme diagnostiziert. Möglich wird das, weil Abweichungen im Messkreiswiderstand auffallen.

Die genannten Anomalien führen zu falschen Messsignalen oder ziehen umliegende Aggregate in Mitleidenschaft. Sie gefährden somit die Produktivität und Sicherheit. Die Monitoring-Daten können sowohl zyklisch als auch azyklisch ausgegeben werden.

Ein Blick in die Zukunft

Die Funktionen von Heartbeat Technology arbeiten in Echtzeit – die Analyse läuft rund um die Uhr und ist jederzeit verfügbar. Mit den gewonnenen Daten lassen sich Algorithmen füttern, die eine vorausschauende Wartung ermöglichen. So kann bereits heute ermittelt werden, wie stark Aggregate in unmittelbarer Umgebung der Drucktransmitter beansprucht sind – und wann sie rechtzeitig gewartet oder ausgetauscht werden müssen. So zeigt sich, wie sich der Mehrwert der Industrie 4.0 in der Wissenspyramide ausdrücken lässt: Aus Daten werden Information, aus Information wird Wissen und mit diesem Wissen können Wartungsprioritäten und Prozessabläufe verbessert werden.

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Endress+Hauser (Deutschland) GmbH+Co. KG.

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