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Flüssigkeitsgrenzschalter

Grenzschalter schreibt Sicherheit groß

| Autor/ Redakteur: Thomas Fritz* / Matthias Back

Der neue Flüssigkeitsgrenzschalter Liquiphant Failsafe von Endress+Hauser ermöglicht mit nur einem Prozessanschluss den Einsatz in sicherheitstechnischen Einrichtungen nach Sicherheitsintegritätslevel SIL3 in MIN- bzw. MAX-Applikationen.

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Liquiphant FTL80 mit Edelstahlgehäuse.
Liquiphant FTL80 mit Edelstahlgehäuse.
(Bild: Endress+Hauser)

Im täglichen Leben sind wir ständig den verschiedensten Gefahren ausgesetzt. Nicht immer besteht die Möglichkeit, einer Gefahr und den damit verbundenen Risiken aus dem Weg zu gehen. Daher hat der Gesetzgeber in den unterschiedlichen Bereichen Gesetze und andere Rechtsvorschriften erlassen, welche die jeweiligen Anforderungen bezüglich der Sicherheit definieren. Hierbei muss man zwischen Produktsicherheit im allgemeinen Sinne und Produkten, die speziell für Sicherheitsaufgaben entwickelt und konstruiert sind, unterscheiden.

Für die letzteren ist die DIN EN 61508 maßgeblich, da diese zwischenzeitlich den „Stand der Technik“ für funktionale Sicherheit definiert. Sie beschreibt vier Sicherheitsstufen: SIL1 bis SIL4. DIN EN 61508 ist eine anwendungsunabhängige Norm. Als Basisnorm gilt sie für alle elektrischen, elektronischen und programmierbaren elektronischen Systeme. Sie ist das erste Regelwerk, das weltweit für Sicherheitsfunktionen in sicherheitskritischen Anwendungen veröffentlicht wurde.

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Endress+Hauser als Erfinder des Vibrationsmessprinzips zur Grenzstanderfassung bleibt auch mit dem neuen Liquiphant FailSafe dem Schwinggabelprinzip treu. Der Flüssigkeitsgrenzschalter setzt Maßstäbe in punkto Sicherheit und Verfügbarkeit. Er findet Verwendung als Trockenlaufschutz von Pumpen und als Überfüllsicherung. Der neue Liquiphant FailSafe deckt alle Anforderungen der modernen Prozessindustrie ab und gewährleistet höchste Produkt- und Anlagensicherheit.

Dabei gelten selbstverständlich auch die generellen Vorteile des Vibrationsmessprinzipes: die Messung ist unbeeinflusst von den physikalischen Eigenschaften des Mediums, wie beispielsweise der Leitfähigkeit, der Dielektrizitätskonstante oder auch einer Dichteänderungen. Schaum und Turbulenzen beeinflussen die Messung nicht. Ebenso ist ein Abgleich mit dem jeweiligen Medium während der Inbetriebnahme nicht notwendig.

Was bei Überfüllsicherungen bereits Jahrzehnte lang „Stand der Technik“ ist, kann nun auch bei bedecktem Sensor in MIN-Applikationen durchgeführt werden: die Funktionsprüfung ohne Füllstandänderung. Bisher musste bei z. B. Pumpenschutzanwendungen eine Füllstandänderung durchgeführt werden, um die Messeinrichtung auf Funktionsfähigkeit zu prüfen. Durch Drücken des Prüftasters am neuen Liquiphant FailSafe kann unter Beobachtung der Stromaufnahme die Funktionsfähigkeit der Messung simuliert und überprüft werden. Bei dieser Art der Prüfung wird der elektrische Sicherheitspfad und nachfolgende Anlagenteile überprüft.

Minimierter Aufwand für eine Überprüfung des G renzschalters

Bei einer zusätzlichen Installation eines Nivotesters FTL825 wird durch Betätigung des Prüftasters am Nivotester eine automatische, vollständige interne Diagnose durchgeführt. Der Prüfzyklus ist nach ca. acht Sekunden abgeschlossen. Eine Störung wird durch eine rote Leuchtdiode angezeigt, die Sicherheitskontakte öffnen sich und das Störmelderelais fällt ab. Dies minimiert den Aufwand für eine Überprüfung des Grenzschalters deutlich, senkt die Kosten und erhöht die Anlagenverfügbarkeit durch reduzierte Stillstände der Anlage.

Grenzstanddetektionen in sicherheitsrelevanten Anwendungen erfordern regelmäßige Funktionskontrollen. Eine vereinfachte wiederkehrende Prüfung per Knopfdruck für die nachgeschaltenen Anlagenteile kann nach den WHG-Richtlinien bzw. den Anforderungen der funktionalen Sicherheit IEC61508/61511 realisiert werden. Die jährlich wiederkehrende Prüfung kann für den Standaufnehmer FTL8x und den Messumformer FTL825 ganz entfallen. Der Testintervall kann auf bis zu zwölf Jahre verlängert werden, unabhängig ob der Sensor wie bei Pumpenschutz bedeckt oder im Falle der Überfüllsicherung unbedeckt ist.

Vereinfachte Installation durch Einsatz ohne Nivotester

Durch direkten Anschluß des SIL3 Liquiphant FailSafe an eine speicherprogrammierbare Steuerung, eine Sicherheits-SPS oder AI-Module kann durch Wegfall einer Zusatzkarte und somit Reduktion des Verdrahtungsaufwandes eine vereinfachte Installation mit geringstem Aufwand durchgeführt werden. Der genormte Ausgang mit 4 mA bis 20 mA gemäß Namur-Empfehlung NE06/NE43 stellt die direkte Integration in eine Sicherheits-SPS sicher. Die Abhängigkeit des Ausgangsignals ist von der Betriebsart (MIN-/MAX) und dem Zustand der Messstelle (Schwinggabel bedeckt/ frei, Störung oder Kurzschluß) entsprechend zu programmieren. Um ein SIL3-Level zu erreichen, müssen die vorgegebenen Stromwerte bei der Integration in eine SPS überwacht werden.

Zusätzlich kann das vom Liquiphant permanent gesendet Live-Signal von der SPS überwacht werden. Damit wird sichergestellt, dass der korrekte FailSafe-Sensor angeschlossen ist und gegebenenfalls auftretende Fehler in der nachgelagerten SPS erkannt werden. Durch den Einsatz eines Nivotesters FTL825 in Verbindung mit dem FailSafe Liquiphant wird die Überwachung des Live-Signals automatisch durchgeführt.

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