Verlässliche Kontrolle von Prozess und Durchfluss-Messtechnik

Diagnose leicht gemacht

Anlagenbau
Chemie
Pharma
Ausrüster
Planer
Betreiber
Einkäufer
Manager

25.01.2011 Zuverlässige Messsignale aus dem Prozess sind eine Grundvoraussetzung für eine gleichbleibend hohe Produktqualität und den optimalen Betrieb einer Anlage. Für Durchflussmessgeräte heißt das, dass diese bei unterschiedlichen Bedingungen und Störeinflüssen sicher arbeiten müssen. Um die Sicherheit zu haben, dass das Messsignal korrekt ist, hat ABB seine neuen MID-Geräte mit umfangreichen Diagnosefunktionen ausgestattet. Dazu gehören Gasblasen- und Elektrodenbelagserkennung, eine Leitfähigkeitsüberwachung sowie eine Erdungsüberprüfung.

Anzeige

Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Die magnetisch-induktive Durchflussmessung ist in der Prozessindustrie für sehr viele Anwendungen zur Mengenmessung etabliert.
  • Voraussetzung für die Messung sind leitfähige Flüssigkeiten.
  • Zu den Störgrößen von MID-Messungen gehören lokal auftretende Gasblasen, Ablagerungen auf den Elektroden oder Erdungsprobleme.
  • Zu den neuen Diagnosefunktionen der Processmaster 500-Geräte gehören deshalb die Erkennung von Gasblasen und Ablagerungen auf den Elektroden sowie die integrierte Erdungsüberprüfung.

Die präzise und zuverlässige Erfassung von Prozessdaten ist eine Grundvoraussetzung für einen effizienten Betrieb prozesstechnischer Anlagen sowie für die Sicherung der Produktqualität. Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte sind in der Prozessindustrie für sehr viele Anwendungen zur Mengenmessung etabliert. Der freie Rohrquerschnitt, die hohe Messgenauigkeit, Robustheit und Langzeitstabilität zeichnen die Geräte aus. Im Vergleich zu anderen Messverfahren genügen bei diesen Geräten kurze Beruhigungsstrecken.

Neben den genannten Vorteilen ist das Geräteverhalten bei schwierigen Prozessbedingungen entscheidend. Im zu messenden Medium können beispielsweise Gasblasen enthalten sein. Diese werden vom magnetisch-induktiven Durchflussmessverfahren als Volumen mit erfasst und verfälschen das Messergebnis. Das kann sich negativ auf den verfahrenstechnischen Prozess und damit auf die Qualität des hergestellten Produkts auswirken.

Gasblasen und Ablagerungenbeeinflussen Messergebnis

Neben Gasblasen können auch Ablagerungen auf den Messelektroden das Messergebnis beeinflussen. Im funktionsfähigen Zustand stehen die Elektroden mit dem Messstoff in Verbindung. Bei isolierenden Belägen auf der Elektrode wird der elektrische Kontakt der Elektrode zum Messstoff unterbrochen. Daraus resultiert ein verfälschtes Messergebnis.

Eine weitere Voraussetzung für die Funktion eines magnetisch-induktiven Durchflussmessers ist die elektrische Leitfähigkeit des Mediums. Eine bestimmte Mindestleitfähigkeit ist für die einwandfreie Funktion eines solchen Messgerätes erforderlich. Darüber hinaus kann die Leitfähigkeit prozessbedingt schwanken.
Bei der Entwicklung des ProcessMaster 500 wurden diese Prozessbedingungen berücksichtigt. Durch umfangreiche Diagnosefunktionen bietet er Transparenz über den Geräte- und den Prozessstatus. Der MID erkennt bereits geringe Gasblasenanteile in der Flüssigkeit. Der Anwender kann damit sehr früh auf kritische Zustände reagieren, um zum Beispiel das Trockenlaufen einer Pumpe zu vermeiden. Der Messumformer speist dazu an einer Messelektrode ein definiertes Signal ein und detektiert das an der anderen Messelektrode ankommende Signal. Der Signalverlauf wird analysiert und bewertet. Steigt der vom Messumformer berechnete Gasblasenwert über die eingestellte Schaltschwelle, wird ein Alarm abgesetzt. Die Gasblasenerkennung erhöht so die Verlässlichkeit des Messwerts. Der diagnoseabhängige Hilfetext wird im Display angezeigt, was die Fehlerbeseitigung erheblich vereinfacht.

Beläge werden erkannt

Isolierende Beläge auf den Messelektroden beeinflussen die Messung. Der MID erkennt Beläge und gibt eine Warnmeldung aus, wenn der vom Messumformer berechnete Belagswert über den eingestellten Grenzwert ansteigt. Der zeitliche Verlauf des Elektrodenbelags wird als Trend im Gerät aufgezeichnet und kann zur weiteren Analyse ausgelesen werden. Das macht Wartungen am Gerät besser planbar. Ungeplante Stillstandszeiten werden weitestgehend vermieden. Damit leistet das Durchflussmessgerät einen entscheidenden Beitrag zur besseren Überwachung und optimalen Nutzung der Anlage bei minimalen Kosten.

Neben Gasblasen und Elektrodenbelagserkennung kann die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit, die auch ein Indikator für die Qualität des hergestellten Produktes sein kann, überwacht werden. Ein Wechsel von Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Leitfähigkeiten wird dadurch ebenfalls erkannt.

Mehr Funktionen, aber einfacher zu handhaben

Für eine schnelle und sichere Konfiguration der Gerätefunktionen wurde eine Easy Set up-Funktion implementiert. Die Grenzen der einzustellenden Parameter werden angezeigt und unzulässige Einstellungen zurückgewiesen. So werden Fehlparametrierungen vermieden, die Inbetriebnahmezeit verkürzt und Kosten gespart. Das Gerät lässt sich intuitiv bedienen. Die einheitliche Bedienphilosophie, die auch für Druck- und Temperaturmessumformer von ABB gilt, senkt den Schulungsaufwand deutlich.

Nach Einschalten der Hilfsenergie führt der Messumformer eine Selbstkonfiguration durch. Sensordaten und messstellenspezifische Parameter werden automatisch geladen. Eine Fehlparametrierung wird auch dadurch vermieden. Darüber hinaus werden Verdrahtungsfehler zwischen Messumformer und Messwertaufnehmer erkannt und gemeldet.

Erdungsprobleme von Anfang an im Griff

Eine der häufigsten Fehlerursachen bei magnetisch-induktiven Messumformern ist die unzureichende messtechnische Erdung des Geräts. Abhilfe bietet die neu integrierte Erdungsüberprüfung. Dabei wird über im Sensor eingebaute Messelektroden ein bestimmter Frequenzbereich gescannt und die der jeweiligen Frequenz zugeordnete Amplitude des Störers detektiert. Für eine gute Erdung darf keine der Amplituden einen bestimmten Grenzwert übersteigen.

Ein „verrauschter“ Messwert durch unzureichende Erdung des Gerätes wird damit schon bei der Inbetriebnahme vermieden. Für eine erweiterte Übersicht über den Prozess sorgt die digitale Kommunikation der Geräte (Hart, Profibus) in Verbindung mit dem modernen DTM (Device Type Manager). Dieser stellt das Abbild der Gerätefunktionen dar. Eingebunden in ein Prozessleitsystem bietet der DTM einen komfortablen Zugriff auf alle Zustandsinformationen des Geräts. Mit ihm können Diagnosedaten ausgelesen, kritische Zustände frühzeitig erkannt und Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Grenzwertüberschreitungen werden durch Alarme signalisiert. Die Messwerte können grafisch dargestellt werden (Linienschreiberfunktion).
Neben der Überwachung des Prozesses bietet der DTM die Möglichkeit das Gerät zu parametrieren. Die Parametrierung kann als Datei archiviert und dadurch als ein wesentlicher Teil der Dokumentation der Messstellen realisiert werden. Über die Upload-Funktion des DTM kann die Gerätekonfiguration einfach wiederhergestellt werden. Dabei wird die auf der Festplatte gespeicherte Gerätekonfiguration in das angeschlossene Gerät zurückgeschrieben. Eine Übertragung auf ähnliche Messstellen (Kopieren der Gerätekonfiguration) ist möglich und bringt zusätzliche Kostenersparnis.

Integrität des Sensors ohne Ausbau überprüfen

Mit der PC-Applikation ScanMaster kann der neue MID einfach und schnell überprüft werden. Die Software nutzt die Selbstüberwachungs- und Diagnosefunktionen der Durchflussmesser in Kombination mit der Fingerprint-Technologie. So ist es möglich, die Integrität des Sensors ohne Ausbau zu überprüfen. Allmähliche Veränderungen, die im Gerät als Trend aufgezeichnet werden, liest die Software aus und stellt diese grafisch dar. Die Software prüft die Funktionalität der Ein- und Ausgänge ohne Ausbau des Messumformers. Das Programm ermöglicht dem Anwender damit sehr einfach die zyklische Überprüfung der Messwerte und der Funktionstüchtigkeit des installierten Geräts. Die ermittelten Prüf- und Testergebnisse werden in einer Datenbank gespeichert und können bei Bedarf abgerufen und ausgedruckt werden.

Heftausgabe: Februar 2011

Über den Autor

Uwe Mecke , Globaler Produkt Manager magnetisch-induktive Durchfluss-Messtechnik, ABB
Loader-Icon