Abwasseranalyse goes smart – neue Sensor-Generation reduziert den Aufwand

Anbieter zum Thema

Mettler-Toledo GmbH

WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG

Emerson Process Management GmbH & Co.OHG

KROHNE Analytics GmbH

Krohne Messtechnik GmbH

Effizienz ermöglicht der paarweise Einsatz der Sensoren: Während der eine pH-Sensor im Labor regeneriert (Verlängerung der Standzeit) und kalibriert (höhere Messgenauigkeit) wird, misst der andere pH-Sensor im Prozess. Beide Sensoren werden applikations- und prozessbedingt in Intervallen auf Basis von prädiktiven Algorithmen getauscht und neu regeneriert sowie kalibriert. Offline-Kalibrierung im Labor hat den weiteren Vorteil, dass an den Messstellen keine Reinigungs- und Pufferlösungen bzw. keine Kali-brierausrüstungen mehr vorgehalten werden müssen.

Da am Markt seit einigen Jahren Sensortypen mit einem integrierten Speicher verfügbar sind, ist diese Arbeitsweise im Wesentlichen nicht neu. Einige Sensoren ermöglichen wie Smartsens die Speicherung der Werte aus der Laborkalibrierung, benötigen aber nach wie vor einen externen proprietären Transmitter für die Auswertung und Wandlung der vom pH-Sensor gelieferten Signale sowie die Temperaturkompensation und die Transformation in den 4…20 mA/Hart-Feldbus.

Risiko einer fehlerhaften und inakkuraten Kalibrierung sinkt

Durch die kompakte Bauweise der Smartsens-Sensoren und deren Offline-Kalibrierung sinkt das Risiko einer fehlerhaften und inakkuraten Kalibrierung. Es ist bekannt, dass die Messkette Sensor, Kabel (ggf. mit Elektronik) und Transmitter eine Reihe von Fehlerquellen bietet. Vor allem, wenn es sich um analoge Sensoren handelt: Die pH-Messung ist eine sehr empfindliche hochohmige Messung und erzeugt je nach pH-Wert eine Spannung im Bereich von -400 bis 400 mV.

Diese hochohmigen analogen Signale müssen zum Teil über doppelt geschirmte Kabel an den Transmitter übertragen werden, wo der Spannungswert gewandelt und anschließend in den pH-Wert umgerechnet wird. Dabei wird in vielen Fällen die Temperaturkompensation mittels eines integrierten Temperaturfühlers durchgeführt. Vom Sensor kommen demnach meist rein analoge Signale, während die gesamte intelligente Signalverarbeitung im Transmitter (auch bekannt als Messwertumformer oder Konverter) stattfindet.

Die genannten Probleme entlang des Signalweges machen jedoch nur einen kleinen Teil aus. Dazu addieren sich die Fehlerquellen des Transmitters wie falsche Installation, Verdrahtung oder Konfiguration oder aufwändige proprietäre Bedienkonzepte (HMI oder GUI), da sich hier selbst bei gleichem Hersteller die Anschlussbelegungen unterscheiden. Diese Fehler sind nur mit hohem zeitlichen Aufwand zu beseitigen, der sich durch die komplexe, nicht standardisierte Bedienung, die Überprüfung der Funktionalität bis in die Leitwarte und die Übertragung über mehrere elektronische Schnittstellen ergibt. Die Sichtweise der Anwender, die Analyse vielfach als Aufwandsthema betrachten, ist nicht zuletzt diesem Umstand geschuldet.

Mit Smartsens ändert sich einiges

Mit Smartsens ändert sich hier einiges: Da die Signalwandlung von der Elektrodenspannung auf den 4…20 mA-Wert ohne die genannten Störeinflüsse komplett im vergossenen und geschirmten VP-Stecker stattfindet, werden die oben genannten Fehlerquellen schlichtweg eliminiert. Der Anschluss an das Leitsystem erfolgt über einen zweipoligen Standard-VarioPin-Stecker (mit oder ohne Erdung). Krohne ist damit der erste Anbieter, der mit 4...20 mA/Hart eine direkte Verbindung per standardisiertem Feldbus vom Sensor zum Prozessleitsystem bietet (Multidrop oder Punkt-zu-Punkt). Die Bedienung geschieht dabei über zertifizierte SW durch die HCF (DD) oder durch die FDT-Usergroup (DTM inspector).

Unter der Bedienoberfläche Pactware (FDT/DTM) sind die Smartsens Sensoren mit gängigen Asset-Management-Systemen wie Emerson (ASM), Siemens (PDM8), ABB, Smar, Invensys, Honeywell, Schneider und anderen lauffähig. Bei vorhandener Sensorbasis können die Sensoren überall problemlos verwendet werden, wo die installierte Basis der VP-Stecker ist.

Die Smartsens-Technologie ermöglicht erstmals eine komplette Analysenmessstelle in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 0. Mehr auf der nächsten Seite …

(ID:42305683)