Neue Plattform für die Durchfluss-Instrumentierung

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28.11.2009 Wenn Instrumentierungsspezialisten in der Chemieindustrie heute über das optimale Gerät nachdenken, gehen die Forderungen längst über die zur Messung notwendigen Funktionen und Eigenschaften wie Genauigkeit, Reproduzierbarkeit oder Beständigkeit hinaus. Denn diese bestimmen lediglich einen – wenn auch wichtigen – Abschnitt im Lebenszyklus eines Feldgeräts.

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Entscheider-Facts Für Anwender


  • Durch die steigende Geräte- und Funktionsvielfalt in verfahrenstechnischen Anlagen steht das Bedienpersonal mehr denn je vor dem Problem, unterschiedlichste Bedienkonzepte beherrschen zu müssen.
  • Bei der Entwicklung der Geräteplattform „FlowMaster“ zielt ABB auf die Vereinheitlichung der Bedienung und eine intuitive Beherrschbarkeit der Feldgeräte.
  • Prozess- und Geräteparameter werden bei den ProcessMaster-Geräten sowohl im Sensor als auch im Messumformer gespeichert (Sensor Memory-Technik).
  • Ein dreistufiges Diagnosekonzept sowie erweiterte Leistungsdaten eröffnen den Geräten weite Anwendungsbereiche.

Von der Bestellung über die Montage, Inbetriebnahme, den Betrieb und die Instandhaltung bis hin zur Verschrottung reicht das Spektrum, das heute bei der Lieferantenauswahl und Kaufentscheidung mehr oder weniger eine Rolle spielt. Dazu kommen kaufmännische und strategische Überlegungen wie Main Automation Vendor-Konzepte (MAV) etc.

Und je nachdem, ob die Auswahlentscheidung vom Anlagenbetreiber selbst, von einer Fachabteilung beim Betreiber oder aber einem dazwischen geschalteten Anlagenbau-Partner getroffen wird, haben die genannten Kriterien ein mehr oder weniger großes Gewicht. Die Kunst besteht für die Gerätehersteller inzwischen in sehr viel stärkerem Maße darin, ganz genau hinzuhören, wo Vereinfachungen dem Anwender bei seinen täglichen Arbeiten helfen. Und das ist aus Sicht des Anlagenpersonals zum Beispiel bei der Bedienung der Fall. „An einem modernen magnetisch-induktiven Durchflussmesser lassen sich mehrere Hundert verschiedene Parameter und Funktionen einstellen“, verdeutlicht Volker Erbe, Leiter des Produktmanagements Durchflussmesstechnik bei ABB Automation Products, und ergänzt: „Die Herausforderung hier liegt darin, dem Anwender eine einfache übersichtliche Bedienung, auch mit verschiedenen Zugriffsebenen und zugeordneter Parameterauswahl zu bieten.“
Bei der Entwicklung der Geräteplattform, auf die der Anbieter sein Instrumentierungsportfolio aufsetzen will, spielte deshalb die Bedienerschnittstelle – neben einem vereinfachten Bestellprozess und verbesserten Geräteeigenschaften – eine wichtige Rolle. Wie schon bei den Temperatur- und Druckmessgeräten des Anbieters wurde für magnetisch induktiv arbeitende Sensoren ein einheitliches Bedienkonzept geschaffen, bei dem der Bediener via „Easy-Setup“ in wenigen Schritten bei der Inbetriebnahme die wichtigsten Geräteparameter für die jeweilige Messstelle anpassen kann. Das Handy-ähnliche Design arbeitet mit Softkeys, bei denen der Tastendruck eine situationsbezogene und im Display dargestellte Aktion bewirkt. „Wenn uns die Anwender ihre gewünschten Einstell-Parameter bei der Bestellung nennen, wird das Gerät von uns sogar bereits fertig konfiguriert und einsatzbereit ausgeliefert“, ergänzt Volker Erbe.

Prozessparameter werden im Sensor und im Messumformer gespeichert

Doch die Parametrierung spielt nicht nur im Falle der Inbetriebnahme eine wichtige Rolle, sondern bereitet den Servicetechnikern oft auch in der Instandhaltung Probleme. Diese müssen dann erst einmal Handbücher zu Rate ziehen, wenn Austauschgeräte vor Ort an die Prozessparameter und Betriebsbedingungen angepasst werden sollen.

Bei den FlowMaster-Geräten werden die Parameter deshalb sowohl im Sensor als auch im Messumformer gespeichert. Wird eine der beiden Einheiten ausgetauscht, übernimmt entweder der neue Messumformer die Prozessparameter vom Sensor oder der bestehende Messumformer übergibt die Daten an den einen neuen Sensor. Und um einerseits durch das Plattformkonzept entsprechende Synergien und Mengeneffekte erzielen zu können, andererseits einen einfachen Geräteaustausch zu ermöglichen, ist die Messumformer-Elektronik als Einschub ausgeführt, der ein Set an Leiterplatten beinhaltet. „Die Gesamtelektronik kann so getauscht werden, ohne dass die Verdrahtung gelöst werden muss“, erklärt Erbe das Einschub Konzept.

MID-Portfoliomit erweiterter Diagnose

Unter der Dachmarke „FlowMaster“ unterscheidet der Hersteller zunächst die Messprinzipien Massendurchflussmesser, Vortex-Durchflussmesser, Schwebekörper-Durchflussmesser sowie magnetisch induktiv arbeitende Geräte. Starten will der Anbieter im Frühjahr 2008 mit den magnetisch induktiven Durchflussmessern. Die MID-Ausführungen werden nach Anwendungen unterschieden – z.B. in Prozessgeräte (ProcessMaster), Durchflussmesser für die Wasserwirtschaft (WaterMaster, AquaMaster ) und für Hygieneprozesse (HygienicMaster) unterschieden. „Jedes neu entwickelte oder markant geänderte Produkt erhält den neuen Namen unter dem Dach FlowMaster“, erklärt Erbe dazu. Zu den verbesserten Anwendungseigenschaften, die der Hersteller für die neuen Geräte angekündigt hat, sollen folgende Aspekte gehören:

  • Neue Benutzer-Schnittstelle (HMI) mit intuitiver Bedienung durch das Glas des Vor-Ort-Displays hindurch,
  • erweiterte Diagnose und deren Klassifizierung nach Namur-Empfehlung NE107 inkl. Diagnose-Simulationsfunktionen,für alle Varianten einsetzbarer Elektronikeinschub in allen Gehäusen,Sensor-Memory-Technologie,
  • Service-Port über Infrarot,
  • Einsatz bei höheren Mediums- und Umgebungstemperaturen,
  • höhere Messperformance.

 

Um die Leistung der MID-Geräte zu steigern, wurde der Spulenstrom gesteigert und die Erregerfrequenz bis 25 Hz erhöht. Dadurch steigt die Standardgenauigkeit nach Angaben des Herstellers auf 0,4 Prozent. Verbesserte Signalfilter im Messumformer tragen dazu bei, die Stabilität des Messsignals zu erhöhen. Und noch eine weitere Besonderheit hat der Anbieter seinen Geräten mit auf den Weg gegeben: Die Anzeige von Diagnosedaten nach Namur Empfehlung NE 107 erfolgt nicht nur in der Leitwarte, sondern auch im hintergrundbeleuchteten Display vor Ort in der entsprechenden Symbolik. Für die MID-Geräte umfasst die Diagnose die Erkennung von Elektrodenbelag, -korrosion und -kurzschluss sowie beschädigte Auskleidung, Leitfähigkeit und der Zustandserkennungen „Leeres Messrohr“ und auch „nicht vollständig gefülltes Messrohr“.
„Die Gerätediagnose ist in starkem Maße von der Anwendung abhängig“, ergänzt Bernd Kammann, Vice President Durchfluss-Produkte weltweit und unterstreicht deshalb die Notwendigkeit eines durchdachten Alarmmanagements. Der Hersteller liefert seine Geräte deshalb mit ausgeschalteter Alarmfunktion aus, Anwender können die für sie relevanten Alarme selektiv zuschalten. „Das vermeidet insbesondere bei der Inbetriebnahme das Auftreten von Alarmschauern“, verdeutlicht Kammann.

Fehlertolerante Bedienung

Für die Entwicklung moderner Bedienkonzepte müssen die Hersteller heute mehr denn je auch den in den vergangenen Jahren eingeleiteten Strukturwandel in der Prozessindustrie berücksichtigen. Denn immer seltener werden Feldgeräte heute ausschließlich von Spezialisten bedient und parametriert. „Um auch weniger qualifizierte Anwender, oder Anwender, die nur selten Geräte einstellen, zu unterstützen, müssen die Menüstrukturen fehlertolerant sein“, konkretisiert Volker Erbe. In den Menüs der FlowMaster-Geräte ist dies durch eine situationsbezogene Plausibilitätsprüfung realisiert. Für lokale Software- bzw. Firmwareupdates verfügen die Geräte über eine Infrarot-Schnittstelle. Ein außen am Glas des Displays angebrachter Service-Port überträgt die Daten ohne Eingriff in das Gerät.

Doch es sind nicht nur die Neuanlagen, auf die der Hersteller mit seinem neuen Gerätekonzept abzielt. Auch die bereits installierte Basis hat der Anbieter fest im Blick. Bernd Kammann: „Die Geräte sind zum Teil 25 bis 30 Jahre im Einsatz. Deshalb müssen Neuentwicklungen rückwärtskompatibel sein.“ Der neue Messumformer arbeitet deshalb mit allen magnetisch induktiven Sensoren des Herstellers. Bestehende FXE4000-Installationen können so auf die neue Technologie aufgerüstet werden.

„Menüstrukturen müssen fehlertolerant sein“
Volker Erbe ist Leiter Produktmanagement Durchflussmesstechnik bei ABB Automation Products

Heftausgabe: Januar-Februar 2008
Armin Scheuermann , Redaktion

Über den Autor

Armin Scheuermann , Redaktion

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