Tief ins Glas geschaut

Full-HD-Schauglasüberwachung in explosionsgefährdeten Bereichen

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17.08.2018 In Kesseln oder Reaktoren durchgeführte Synthese- und Destillationsprozesse erfordern kontinuierliche Überwachung aller Verläufe, um stabile Resultate sicherzustellen. Allerdings lassen sich Prozesse, die anfällig für unkontrollierte Schaumbildung, ein Verklumpen oder Anbacken der eingebrachten Medien sind, mittels Sensortechnik oft nur unzureichend kontrollieren.

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Entscheider-Facts für Betreiber

  • Visuelle Überwachung der Reaktionsprozesse im Kessel ist in chemischen und pharmazeutischen Produktionsanlagen insbesondere dann geboten, wenn Phänomene wie Schaumbildung, Verklumpungen oder beginnende Verstopfungen ein schnelles, gezieltes Eingreifen erfordern.
  • Das vorgestellte Kamerasystem ermöglicht umfassenden, lückenlosen Einblick ins Reaktorinnere. Mit speziellen Funktionen erzeugt die hochkompakte, explosionsgeschützte HD-Videokamera klar erkennbare Überwachungsbilder auch unter schwierigen Bedingungen.

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Blick in den Kessel: Synthese- und Destillationsprozesse, die zu Schaumbildung, Anbackung oder Verklumpung neigen, erfordern kontinuierliche Überwachung. Bild: R. Stahl

Deshalb kommen beispielsweise bei der Herstellung von Klebstoffen oder Tensiden in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 1 und 21 zusätzlich Kameras zur Schauglasüberwachung zum Einsatz. Auch bei der Verarbeitung frei beweglicher Pulver in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie ermöglicht es ein kontinuierliches Videomonitoring, rechtzeitig auf beginnende Verklumpung oder das Anbacken der Stoffe zu reagieren. Dies hilft Betreibern, langwierigen und teuren reparatur- oder reinigungsbedingten Stillstandzeiten vorzubeugen. In Biogasreaktoren, wo die Schaumbildung im Zuge der anaeroben Vergärung ein wesentlicher Störfaktor ist, hilft die Kamera­überwachung, zügig Gegenmaßnahmen einzuleiten. Dies verhindert Schäden durch Schaumablagerungen und Verkrustungen an Gasleitungen, Reaktorwänden, Messsonden oder Pumpen. Der Durchblick im Kessel wird außerdem häufig durch ungünstige Lichtverhältnisse getrübt. Selbst bei vorhandener Innenbeleuchtung können etwa scharfe Kontraste von hellen und dunklen Bereichen die visuelle Bestimmung der Prozesszustände erschweren.

Mehr Durchblick, weniger Probleme

Für derart anspruchsvolle Bedingungen hat R. Stahl Camera Systems eine Kamera mit moderner Videotechnik zur Raum- und Detailüberwachung entwickelt. In der Ausführung mit Dreifach-Zoom bietet die EC-910-AFZ einen horizontalen Blickwinkel von 90°, der das gesamte Geschehen im Reaktor in Full-HD-Auflösung erfasst. Die hohe Lichtempfindlichkeit des Bildsensors im Verbund mit Wide Dynamic Range ermöglicht klare Videobilder auch bei schwierigen Lichtverhältnissen. Mit dieser Funktion gleicht die IP-Kamera starke Kontrast- und Helligkeitsunterschiede aus, indem sie jedes Bild mehrmals mit verschiedenen Belichtungszeiten aufnimmt. Aus diesen Aufnahmen setzt die Kamera dann ein in allen Bereichen optimal belichtetes digitales Gesamtbild zusammen. Zudem verfügt das Gerät über einen Defog-Modus: Diese digitale Bildoptimierung filtert durch Nebel, Rauch oder Dampf bedingte Eintrübungen mittels Pixelanalyse des Videosignals und anschließender Retusche von Farben, Kontrasten und Schärfe heraus.

Kompakt, robust und ex-geschützt

Neben der hohen Bildqualität zeichnet die Geräte der Modellreihe ihre kompakte Bauform mit einem geringen Eigengewicht von lediglich 6,5 kg aus. Die robust ausgeführten Systeme im elektropolierten Edelstahlgehäuse halten Temperaturen von -40 bis 65 °C stand – mit diesen Temperaturwerten sind sie in vielen Anlagen weltweit einsetzbar. Als echte Universallösung können sie für unterschiedliche Überwachungsaufgaben auch in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 1 und 21 installiert werden. Für die Kessel- und Reaktorüberwachung bietet der Hersteller die Geräte optional mit einer Edelstahl-Schauscheibenhalterung an. Im Außeneinsatz stimmt ein Tag-/Nacht-Modus die Belichtung automatisch auf die Umgebungshelligkeit ab. Die in Schutzart IP69 gefertigte Gerätevariante mit 10-fach-Zoom ist überdies durch Lloyd‘s Register zertifiziert, in erweitertem Maße EMV-geprüft und erfüllt die strengen Anforderungen an Seewasser- und Vibrationsbeständigkeit. Das prädestiniert sie für den Einsatz in rauen Umgebungen und im On-/Offshore-Bereich wie auf Bohrinseln und Schiffen.

Durch den Einsatz der Kameratechnik lassen sich Stillstandzeiten vermeiden, personalintensive Wächterrundgänge einsparen sowie verschiedene kritische Prozessstellen zugleich und im Vier-Augen-Prinzip vor Ort und in der Leitstelle überwachen. Um auch den Installationsaufwand gering zu halten, sind Datenübertragung und Energieversorgung der Kameras über ein Netzwerkkabel – ab CAT5e aufwärts – ohne Funktionsbeeinträchtigung durch PoE+ möglich. Alternativ erfolgt der Stromanschluss auch über eine separate Leitung mit 24 VDC oder 24 VAC. Mit ihren Onvif-Profil-S- und Onvif-Profil-Q-Schnittstellen fügen sich die Kameras bei einfacher Geräteerkennung und Konfiguration nahtlos in moderne Videoüberwachungsnetzwerke ein.

Modernes Überwachungsmanagement

Der Anbieter übernimmt auch die Projektierung, Konfiguration und Einrichtung kompletter kundenspezifischer Video-Überwachungslösungen im Ex- wie Non-Ex-Bereich. Damit Anwender alle Produktions- und Anlagenfelder stets im Blick behalten, plant und installiert das Unternehmen die gesamte Infrastruktur zur Datenübertragung und -speicherung einschließlich Server und Client-Stationen, KVM- und PoE-Switches und einer Integration der Überwachungstechnik in bestehende Leitsysteme.

Für ein umfassendes Video-Management sind die Überwachungssysteme mit der variabel skalierbaren Software Cayuga Seetec ausgestattet. Diese ist mit einer Vielzahl von Überwachungskameras unterschiedlicher Anbieter kompatibel und ermöglicht den abgesicherten Vor-Ort- und Fernzugriff auf Bilddaten und Systemeinstellungen. So lassen sich beispielsweise die Aufzeichnungsparameter für jede Kamera einzeln konfigurieren sowie eine Alarmaufzeichnung mit höherer Bildrate voreinstellen. Alarmaufzeichnungen können manuell oder auch über I/O-Kontakte an der Anlage ausgelöst und durch visuelle und akustische Signalisierung hervorgehoben werden. Die farbliche Klassifizierung der Alarme erhöht die Übersichtlichkeit. Bestätigte Alarmereignisse werden revisionssicher in der Programm-Datenbank abgelegt und stehen für spätere Reklamationen zur Verfügung. Zur Kontrolle temperaturrelevanter Prozesse bietet der Hersteller eine individuell auf den Prozess anzupassende „Thermodetect Software“ an.

Fazit: Durch moderne Technik, breites Anwendungsspektrum und unkomplizierte Netzwerkintegration ist die Kamera ein leistungsstarker Baustein für eine ganzheitliche Videoüberwachung im industriellen und explosionsgeschützten Bereich.

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R. Stahl Camera Systems

Heftausgabe: August/2018

Über den Autor

Udo Wortmann, Marketing, R. Stahl Camera Systems; Dr. Johannes Hesper, Produktmanagement, R. Stahl Camera Systems
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