Coriolis-Präzision für die Praxis

Promass-Messtechnik überzeugt durch Genauigkeit und Anwendungsbreite

  • (Bild: Dominik Gierke)(Bild: Dominik Gierke)
  • (Bild: Dominik Gierke)
  • David und Goliath: Die Messstellenauslegung und Planung ist bei Promass F einfach dank identischem Sensordesign von DN08 bis DN250.
  • Einfache und sichere Wiederholprüfung in SIL-Schutzkreisen im eingebauten Zustand mit Fieldcheck.
  • Peter Dietrich, Fachverantwortlicher Durchflussmesstechnik, Endress+Hauser, Weil am Rhein

In der chemischen Industrie werden heute zur Mengenmessung von Flüssigkeiten und Gasen hauptsächlich Coriolis-Masse-Durchflussmessgeräte eingesetzt. Die Gründe liegen in den technologischen Vorteilen und der vielseitigen Einsatzbarkeit dieses modernen Messprinzips.

In der Prozessindustrie steigen die Anforderungen hinsichtlich der Betriebssicherheit und Anlagenverfügbarkeit. Aufgrund des Kostendrucks im internationalen Wettbewerb werden die Produktionsanlagen immer flexibler und leistungsfähiger. Dadurch steigen auch die Anforderungen an die Automatisierungstechnik. Insbesondere der Parameter „Durchfluss" steht dabei im Fokus, da dieser in vielen Anwendungen unmittelbar sicherheits- oder kostenrelevant ist.

Das Messprinzip „Coriolis" wird heute in der chemischen Industrie am häufigsten verwendet. Das ist nicht besonders verwunderlich, da Coriolis-Masse-Durchflussmessgeräte wichtige technologische Vorteile bieten: Sie funktionieren unabhängig von den physikalischen Messstoffeigenschaften und sind dadurch universell einsetzbar für fast alle Flüssigkeiten und Gase. Mit modernen Coriolis-Durchfluss-Messgeräten können mehrere Prozessvariable gleichzeitig erfasst werden. Durch die direkte Massemessung eignen sich Coriolisgeräte besonders auch für die Mengenmessungen von Gasen, da eine aufwändige Druck- und Temperaturkompensation entfallen kann. Ein weiterer Vorteil von Coriolisgeräten ist, dass sie eine beliebige Einbaulage zulassen und keine Ein-und Auslaufstrecken benötigen. Das ermöglicht eine platzsparende und flexible Installation. Auch die Genauigkeit der Geräte ist unübertroffen.

Das perfekte Durchflussmessgerät

Unter der Begriffserläuterung zu „perfekt" liest man: „Eine Qualitätsstufe erreicht habend, an der es nichts mehr auszusetzen gibt und die für den entsprechenden Zweck optimal ist". Im Hinblick auf die Anforderungen der Prozessindustrie ist der Promass von Endress+Hauser das perfekte Durchflussmessgerät. Wie kein anderes System vereint er die Vorteile der Coriolistechnologie mit der konsequenten Erfüllung der Industrieanforderungen.

Er ist für die Anwendungszwecke der chemischen Industrie - einschließlich der aktuellen Namur-Empfehlungen - kontinuierlich weiterentwickelt worden und so zum meistverkauften Coriolis-Durchflussmessgerät geworden.

Coriolis in Zweileitertechnik

Promass E/F 200 sind als einzige Coriolis Durchflussmessgerät in Zweileiter-Technik verfügbar. Bisher waren Coriolis Massedurchfluss-Messgeräte ausschließlich in Vierleitertechnik ausgeführt, was separate Versorgungs- und Signalleitungen erforderlich macht. Für den Anwender bietet die Zweileitertechnik im Vergleich zur Vierleitertechnik den Vorteil reduzierter Installationskosten von etwa 600,- bis 800,- € pro Messstelle bei Neuanlagen. Das eigensichere Ex-Konzept von Zweileitergeräten gewährleistet einen erweiterten Einsatzbereich und Flexibilität im Ex-Bereich, besonders bei gefahrlosen Wartungsarbeiten am „lebenden" Gerät. Die Anforderungen der NAMUR wie z.B. NE43 (Fehlerstrom <3,6mA) sind bei Promass 200 umgesetzt.

Präzision für die Praxis

Besonders Punkten können Coriolis-Massemessgeräte mit Präzision. Im Vergleich zu anderen Durchflussmessverfahren bieten sie die höchsten Messgenauigkeiten bis 0,05% v.M. Aber Vorsicht, Genauigkeit ist nicht gleich Genauigkeit. Das einzige, was für den Anwender zählt, ist die Praxisgenauigkeit. Denn im realen Prozess treten im Vergleich zu der unter Referenzbedingungen ermittelten Messgenauigkeit immer Temperatur- und Druckschwankungen auf. Aufgrund der hohen Temperatur- und Druckstabilität sowie der Immunität gegenüber Rohrleitungsverspannungen zeichnet sich der Promass von Endress+Hauser hier mit Bestwerten bei der Praxisgenauigkeit aus. Das ermöglicht ein Fahren der Prozesse an der Auslastungsgrenze, also mit maximaler Ausbeute ohne jegliche Einbuße in der Anlagen- und Prozess-Sicherheit.

In Prozessanlagen treten häufig Vibrationen auf. Diese werden meist durch Kompressoren oder Pumpen verursacht. Starke Vibrationen können bei Coriolis-Durchflussmessgeräten ein schwankendes Messsignal verursachen, wenn die Vibration im Bereich der Schwingfrequenz der Messrohre liegt. Auch hier zeigt sich der Promass besonders robust, da die Schwingfrequenz der Messrohre mit mehr als 730Hz weit über dem Resonanzbereich üblicher Anlagenvibrationen liegt. Zudem gewährleistet das clevere Sensordesign, dass die Messrohre von externen Vibrationen und Rohrkräften entkoppelt sind. Gerade bei SIL 3 Schutzeinrichtungen in homogen redundantem Aufbau bedeutet das einen sicheren Betrieb ohne gegenseitige Beeinflussung oder zusätzliche Entkopplungsmaßnahmen.

Einfache Prüfung in Schutzeinrichtungen

Die wiederkehrende Prüfung von SIL-bewerteten Geräten in Schutzeinrichtungen stellt eine wichtige Anforderung an die Funktionale Sicherheit dar. Betreiber von Anlagen sind entsprechend der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) gefordert, die Funktion ihrer Schutzeinrichtungen in regelmäßigen Abständen zu prüfen. Hier werden auch einzelne Komponenten wie Durchflussmessgeräte einer Prüfung unterzogen. Ziel ist es, gefährliche, unerkannte Fehler aufzudecken. Mit einem Diagnosedeckungsgrad von > 90 % bietet Fieldcheck die Möglichkeit, Wiederholungsprüfungen an Proline Durchflussmessgeräten wie dem Promass im eingebauten Zustand ohne Prozessunterbrechung sicher und einfach durchzufuhren. Dadurch wird die sicherheitstechnische Funktion der SIL-bewerteten Durchfluss-Technologien Promass, Promag und Prowirl sichergestellt. Dies ermöglicht Betreibern von Schutzeinrichtungen, die Wiederholungsprüfungen zu optimieren, die Prüfzeiten zu verlängern bzw. diese im Rahmen von Anlagenrevisionen zu optimieren. Die Prüfmethode mit Fieldcheck ist eine echte und akzeptierte Alternative zu aufwändigen Rekalibrierungen bei Wiederholprüfungen.

Das Prüf- und Verifikationskonzept der neuen Gerätegeneration ist die Heartbeat Technology, die höchste Sicherheit im Messbetrieb gewährleistet durch kontinuierliche Selbstüberwachung des gesamten Durchflussmessgerätes, vom Sensor bis zum Ausgangssignal, unabhängig von Prozess- und Umgebungsbedingungen. Es ist einfach in der Handhabung und kann über die Vor-Ort-Anzeige sowie über alle gängigen Asset Management Systeme ohne Prozessunterbrechung aktiviert werden. Dies verringert den Prüfaufwand (auch Wiederholprüfungen), bietet Sicherheit bei der Geräteprüfung, dokumentiert die Prüfung mit allen relevanten Messstellendetails und gewährleistet eine hohe Anlagen-Verfügbarkeit.

Messwertzuverlässigkeit durch Selbstdiagnose

Bei Promass 200 werden dank der Heartbeat Technology auf Basis der kontinuierlichen Selbstüberwachung Informationen zum Messgerätestatus generiert und in Form von Statussignalen abgebildet (Gerätediagnose). Die Diagnoseinformationen sind klassifiziert und beinhalten Informationen über Fehlerursache und Behebungsmaßnahmen. Die Statussignale sind gemäß VDI/VDE 2650 und NE 107 klassifiziert. Dies gewährleistet die kontinuierliche Ausgabe von Statussignalen über die Bedienschnittstellen sowie zum übergeordneten System (Systemintegration). Durch die kontinuierliche Überwachung und die Integration mit dem übergeordneten Systemstellen ist sichergestellt, dass die Information über den Messgerätezustand zeitnah zur Verfügung steht und rechtzeitig verarbeitet werden kann. Um Störungen schnell beseitigen zu können, stehen zu jedem Diagnoseereignis Behebungsmaßnahmen zur Verfügung. Diese schnelle Entscheidungshilfe im Fehlerfall vermeidet oder verkürzt Anlagenstillstände.

Mehr Information für optimale Prozessführung

Der Promass ist ein Multiparameter-System. Aus den primären Messgrößen Massefluss, Dichte und Temperatur lassen sich weitere Größen wie Volumenfluss, Feststoff- und Konzentrationsanteile berechnen. Der Promass 83I ist das einzige Durchfluss-Messgerät, das zusätzlich auch die Viskosität „inline" messen kann. Dies eröffnet in den Bereichen Prozessführung, Qualitätssicherung und Anlagenschutz völlig neue Perspektiven.

Maximale Anwendungsbreite

Das vielseitige Portfolio an Promass-Messaufnehmertypen erfüllt verschiedenste Anforderungen. Dazu existiert eine breite Palette an Werkstoffen wie Edelstahl und Hastelloy C22, aber auch Tantal für korrosive Medien. Die Promass Sensorpalette deckt einen Nennweitenbereich von DN1 bis DN350 ab mit einem einheitlichen Sensordesign von DN08 bis DN250 und einheitlichen technischen Spezifikationen, was die Messstellenauslegung und Planung vereinfacht. Selbstverständliche erfüllen die Promass Geräte auch Ex-Anforderungen wie z.B. ATEX II1/2 GD ia. Damit kann das Messrohr des Massemessgerätes auch in Zone 0 montiert sein. Alle Promass Elektroniken sind nach IEC61508 entwickelt für den Einsatz in SIL 2 bzw. in homogen redundanter Messung auch in SIL 3 Schutzeinrichtungen. Der Anwender profitiert von höchster Flexibilität bei der Auswahl des passenden Messgerätes.

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