Der Herzschlag der Prozesssensoren

Heartbeat Technology von Endress+Hauser für mehr Effizienz und Qualität

  • Chemische Anlagen stellen hohe Anforderungen an die Prozessmesstechnik. Die Sensoren müssen aggressiven Medien ebenso standhalten wie extremen Prozessbedingungen.Chemische Anlagen stellen hohe Anforderungen an die Prozessmesstechnik. Die Sensoren müssen aggressiven Medien ebenso standhalten wie extremen Prozessbedingungen.
  • Chemische Anlagen stellen hohe Anforderungen an die Prozessmesstechnik. Die Sensoren müssen aggressiven Medien ebenso standhalten wie extremen Prozessbedingungen.
  • Matthias Altendorf, seit 2014 CEO von Endress+Hauser, Reinach, Schweiz
  • Unternehmen der Verfahrenstechnik möchten das Potenzial der Industrie 4.0 ausschöpfen. Möglichkeiten hierzu bieten sich über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage, ebenso entlang der Logistik- und Wertschöpfungsketten über Firmengrenzen hinweg.
  • Feldgeräte sind und bleiben der Schlüssel zur Prozessführung. Smarte Sensoren sorgen heute für mehr Sicherheit und Effizienz.
  • Heartbeat Technology

In der chemischen Industrie sind die Anforderungen an Prozesssensoren hoch: Sie müssen aggressiven Medien ebenso standhalten wie extremen Prozessbedingungen. Doch wie gut machen sie das?

Viele Messgeräte der neusten Generation können diese Frage selbst beantworten: Mit integrierter Heartbeat Technology von Endress+Hauser überwachen sie sich im laufenden Prozess selbst. Die intelligente Auswertung von Sensordaten ermöglicht vorausschauende Wartung und Prozessoptimierungen.

EKG für Messgeräte

Die Heartbeat Technology ist so etwas wie ein integriertes EKG für Messgeräte: Sie überwacht sozusagen den Herzschlag der Instrumente und erkennt, ob alles im grünen Bereich ist oder die vitalen Parameter Anlass zur Sorge bereiten. Dazu werden Sensorsignale für verschiedene Diagnose-, Verifikations- und Monitoring-Funktionen genutzt. Insbesondere für SIL-Schutzeinrichtungen bedeutet dieses Konzept einen messbaren Fortschritt im Hinblick auf Prozesssicherheit, Anlagenverfügbarkeit und Effizienz: „Heartbeat Technology verbessert die SIL-Kennwerte der Geräte und vereinfacht SIL-Wiederholungsprüfungen. Das Intervall für aufwendige Vollprüfungen kann sich bis zur geplanten Anlagenrevision verlängern“, sagt Michaela Vormoor, Branchenmanagerin Chemie bei Endress+Hauser.

Die Basis dafür schafft die interne Selbstdiagnose der Sensoren. Mit einem hohen Diagnose-Abdeckungsgrad von bis zu 98 Prozent prüfen sich die Geräte im Hintergrund laufend selbst und geben eindeutige Meldungen zu ihrem Zustand mit klaren Handlungsanweisungen. „Gefährliche Gerätefehler werden sicher erkannt – und die Wahrscheinlichkeit sinkt, dass die Schutzeinrichtungen ausfallen“, so Michaela Vormoor. Für SIL-Wiederholungsprüfungen lässt sich zudem die Funktionalität des Instruments vom Sensor bis hin zum Ausgangssignal auf Knopfdruck am Gerät, vom Laptop oder der Leitwarte aus im eingebauten Zustand verifizieren und das Prüfergebnis dokumentieren: „Durch die Kombination der Heartbeat Diagnose- und Verifikationsfunktion entsteht eine so hohe Prüftiefe, dass Rekalibrierzyklen deutlich verlängert werden können, um die geforderten SIL-Grenzwerte für die gesamte Schutzeinrichtung einzuhalten“.

Den Abnutzungsgrad diagnostizieren

Doch die Technologie bietet noch größeren Mehrwert: Sie erlaubt gewissermaßen einen Blick ins Innere des Sensors und der Anlage.

Mit Hilfe gerätespezifischer Trendparameter kann sie Prozesseinflüsse, die Auswirkungen auf die Messleistung der Sensoren haben, frühzeitig und eindeutig aufspüren. Trend- sowie Drifterkennung sind besonders in der Flüssigkeitsanalyse und in der Temperaturmesstechnik möglich. Bei einer kontinuierlichen Füllstandsmessung mittels Radartechnik wird auf einen Blick deutlich, ob sich Ansatz oder Kondensat am Stutzen des Gerätes oder Schaum auf der Oberfläche des Mediums gebildet hat. Und Coriolis-Massedurchflussmessgeräte stellen anhand des Diagnoseparameters Heartbeat Sensor Integrity (HBSI) fest, ob im Messrohr Korrosion, Kavitation, Belag oder Luftblasen auftreten.

„Mit dem HBSI-Wert lässt sich der Abnutzungsgrad und damit der Gesundheitszustand des Messgeräts erstmals zweifelsfrei diagnostizieren und darstellen“, erklärt Peter Dietrich, Abteilungsleiter Automatisierung bei Endress+Hauser. Bislang mussten dafür sehr viele Parameter anhand der jeweiligen Prozesssituation interpretiert werden. Das erforderte großes Know-how und wurde wegen des Risikos von Fehlinterpretationen bisher kaum umgesetzt. Der HBSI-Wert hingegen erfasst das gesamte dynamische Schwingungsverhalten des Messrohrs, kann unabhängig von den Prozessbedingungen ausgewertet werden und macht eine eindeutige Aussage zum Sensorzustand. „Damit ist auch ein Grundstein zu einer der greifbarsten Anwendungen der Industrie 4.0 gelegt, nämlich der vorausschauenden Wartung“, sagt Peter Dietrich.

Vorausschauende Instandhaltung

Damit vorausschauende Instandhaltung Wirklichkeit werden kann, kann die neue Durchflussmessgeräte-Linie Proline 300/500 die Diagnose-und Monitoringdaten parallel zu den Messwerten über eine eingebaute WLAN-Schnittstelle oder einen integrierten OPC-UA-Server in die Cloud übertragen. Durch Analyse der Sensorinformationen in digitalen Applikationen werden Anlagenbetreiber in naher Zukunft genau wissen, wann zum Beispiel eine Reinigung nötig ist oder wie lange ein Gerät noch genutzt werden kann. „Damit bietet die Heartbeat Technology viel Potenzial zur Optimierung von Prozess und Instandhaltung. Das schont Ressourcen, senkt die Betriebskosten und erhöht die Verfügbarkeit der Anlage, da ungeplante Stillstände verringert werden“, bilanziert Michaela Vormoor. (vo)


Konsistente Daten für mehr Effizienz und Qualität

Die digitale Transformation verändert Arbeitswelten und Wertschöpfungsketten über Unternehmensgrenzen hinweg. Wie gelingt es der verfahrenstechnischen Industrie, das Potenzial der Digitalisierung über den gesamten Lebenszyklus von Anlagen auszuschöpfen? Und welche Bedeutung kommt dabei smarten Sensoren, intelligenten Netzwerken und digitalen Dienstleistungen zu? Matthias Altendorf, seit 2014 CEO von Endress+Hauser, dem Sponsor der NAMUR-Hauptsitzung am 8./9. November 2018, nimmt im CHEManager Stellung zu diesen Fragen.

CHEManager: Die NAMUR-Hauptsitzung 2018 steht unter dem Titel „Field instruments supporting digital transformation“. Inwiefern können Feldgeräte die digitale Transformation unterstützen?

Matthias Altendorf: Die Digitalisierung eröffnet neue Möglichkeiten, Geschäftsprozesse über den Lebenszyklus einer Anlage zu optimieren, ebenso entlang der Logistik- und Wertschöpfungsketten. Ein wichtiger Schlüssel dazu sind die Feldgeräte. Wir können mehr Informationen aus bestehenden Messstellen herausholen und durch zusätzliche Sensoren mehr Informationen gewinnen. Konsistente Daten bilden die Grundlage für mehr Effizienz und Qualität über alle Phasen von der Produkt- und Prozessentwicklung bis hin zu Betrieb und Instandhaltung. Und durch den Gewinn an Transparenz lässt sich die Produktivität in Produktion und Logistik steigern, etwa indem wir Prozesse optimieren oder Lieferketten miteinander verknüpfen.

Bei neuen Anlagen ist das alles sicher kein Problem. Wie lässt sich das Potenzial auf bestehenden Installationen heben?

M. Altendorf: Neun von zehn Feldgeräten verfügen bereits über digitale Schnittstellen. Das macht eine nahtlose Integration in IIoT-Lösungen möglich, etwa über Adapter direkt am Gerät oder Schnittstellengeräte. Wir haben für mehr als 30 Millionen Instrumente praktisch bereits einen digitalen Zwilling in der Endress+Hauser Gerätedatenbank – den können wir in weniger als einer Minute zum Leben erwecken.

Sie haben auch von neuen Sensoren gesprochen, die zusätzliche Informationen liefern.

M. Altendorf: Dabei denke ich vor allem an die Messung und Analyse qualitätsrelevanter Parameter. Hier nutzen wir unter anderem Fortschritte auf dem Gebiet der optischen Messverfahren. Unser Ziel ist es, die gleichen Verfahren für Labor- und Prozessmesstechnik verfügbar zu machen. Wenn wir in die Zukunft schauen, dann wird es verstärkt darum gehen, die menschlichen Sinne auf der Anlage zu ersetzen – alleine schon, weil immer weniger Fachkräfte verfügbar sein werden. Hier verfolgen wir neue Ansätze in der Innovation. Es bleibt also spannend!

Das klingt nach Zukunftsmusik. Was tut sich ganz konkret bei den Feldinstrumenten?

M. Altendorf: Unsere Messgeräte werden immer smarter. Denken Sie an die Heartbeat Technology für Monitoring, Diagnose und Verifikation. Wir verarbeiten die Informationen aus dem Sensor und aus dem Prozess zu nützlichem Wissen für die Kunden: Bildet sich in meinem Tank Schaum? Kommt es im Rohr meiner Anlage zu Ablagerungen? Auch Konnektivität ist ein großes Thema. Die neue Durchfluss-Linie Proline 300/500 ist mit integriertem WLAN bereit für die Industrie 4.0. Auch hier senkt die Heartbeat Technology die Kosten durch einfache Wiederholprüfung ohne Ausbau und verlängerte Kalibrierzyklen.

Autor(en)

Kontaktieren

Endress + Hauser AG
Kägenstrasse 2
4153 Reinach
Switzerland
Telefon: +41 61 715 7700
Telefax: +41 61 715 2888

Jetzt registrieren!

Die neusten Informationen direkt per Newsletter.

To prevent automated spam submissions leave this field empty.