Druckmesstechnik IoT beginnt mit einem Sensor

Autor / Redakteur: Carmen Ackermann* / Anke Geipel-Kern

Der Sensor ist der wichtigste Datenlieferant und somit das Herzstück des IoT-Prozesses. Am Anfang von IoT (Internet of Things) steht immer ein Sensor. Denn nur mit einem Sensor können Dinge Zustände erfassen und Aktionen ausführen. Diese beiden Tätigkeiten sowie die Verbindung zum Netz machen diese Gegenstände ohne menschliche Hilfe „intelligent“. Die Keller AG für Druckmesstechnik ist Europas führender Hersteller von Drucksensoren und damit ein wichtiger Partner für die Realisierung von IoT-Lösungen.

Anbieter zum Thema

Den Füllstand im Innenbereich des Chemiefasses ermitteln zwei kompakte Druckaufnehmer der Serie 7 LD.
Den Füllstand im Innenbereich des Chemiefasses ermitteln zwei kompakte Druckaufnehmer der Serie 7 LD.
(Bild: Keller)

IoT ist bereits ein weit bekannter und teilweise auch umstrittener Begriff. Das Internet der Dinge befindet sich jedoch täglich um uns herum – bewusst oder unbewusst. Wird z.B. die TV-Aufzeichnung oder das Licht zu Hause vom Smartphone gesteuert, sind wir im Bereich von Smart Home. Organisiert sich ein Unternehmen mit automatischen, Personen-unabhängigen Prozessen ist die Rede von Smart Factory oder Industrie 4.0.

Weitere verwandte Begriffe lauten Smart Energy, Smart Mobility oder Smart Health. Unabhängig vom Bereich, überall ist der Sensor der wichtigste Datenlieferant und somit das Herzstück des IoT-Prozesses. Verschiedene Sensoren, angebracht an einem Objekt, werden dazu vernetzt und an lokale und globale Kommunikationsnetze angeschlossen. Der letzte Schritt des Prozesses ist die Analyse der Daten auf vernetzten Computern oder in einer Cloud.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 8 Bildern

IoT-Prozesse sind sehr individuell und entwickeln sich stetig weiter. Keller hat zusammen mit internationalen Unternehmen bereits viele smarte, kundenspezifische Gesamtlösungen in diversen Branchen und Anwendungsgebieten entwickelt. Folgende Beispiele zeigen auf, wie ein IoT-Prozess gelöst werden kann:

Vernetzte Biertanks freuen Wirte und Brauereien

Eine Pegelmessung mit Fernübertragungseinheit ist nicht nur für die Gefahrenerkennung sehr sinnvoll, sondern auch für andere Pegel- oder Füllstandanwendungen. Beispielsweise in einer Gastwirtschaft, wo ein leer werdender Biertank die Gefahrenzone darstellt.

In dieser Anwendung arbeiten im Herzen der Lösung zwei Drucksensoren, die den Flüssigkeitsstand im Tank messen und mit der Fernübertragungseinheit GSM-2, Mobilfunknetz und Internet eine Warnmeldung an die Brauerei per E-Mail senden. Bei der Brauerei wird damit ein automatischer Bestellvorschlag an den Wirt ausgelöst und dieser braucht die Nachbestellung nur noch zu bestätigen. Diese automatisierte, smarte M2M-Lösung (Machine-to-Machine) reduziert den Stress für die Wirte und bewahrt die Brauereifahrer vor unrentablen „Notfallfahrten“ am Wochenende. Fehlerhafte Bestellerfassungen gehören damit der Vergangenheit an, Transporttouren lassen sich optimieren und die Wirte haben jederzeit ausreichend frisches Bier zur Verfügung.

Öltankverwaltung mit tagesaktuellen Ölpreisen

Neben Wasser und Getränken sind Brennstoffe weitere Flüssigkeiten, die sich ideal für die Verwaltung mit automatisierten, smarten Prozessen eignen. Die Fernüberwachung der Füllstände bei Heizöl-, Diesel- und Benzintanks ist für Mineralölkonzerne wie auch für Tankstellenbesitzer und Immobilienverwalter eine große Unterstützung.

Keller entwickelte dazu in Zusammenarbeit mit einem Schweizer Mineralöllieferanten das Fernüberwachungssystem „Easyoil“. Dieses System hat sich auf dem Markt gut etabliert und ist in 80 Prozent der Vertragsabschlüsse für Heizöllieferungen das entscheidende Kaufargument bei den Kunden. Der Bestellprozess entspricht demselben wie beim Biertank: Der Druck bzw. der Ölstand wird an der untersten Stelle des Tanks gemessen, entsprechend der Tankform der aktuelle Inhalt in Liter berechnet und die Daten via GSM übermittelt.

Tipp der Redaktion In unserer Spezialausgabe Prozessindustrie 4.0 lernen Sie mehr über Strategien, Erfolgsfaktoren und Chancen für die Prozessindustrie auf ihrem Weg durch die Digitale Transformation. In der Ausgabe lesen Sie Best Practices, Meinungen und Strategien zum Thema Prozessindustrie 4.0.

Eine Besonderheit dieser Anwendung ist die kundenspezifische Software. Sie enthält neben den gängigen Daten wie Füllstand, Verbrauchs- und Bestellhistorie zusätzlich Ölpreise, die zweimal täglich aktualisiert werden. Diese kombinierten Informationen ermöglichen einen optimierten Bestellprozess, denn so können Vorräte dann angelegt werden, wenn der Ölpreis niedrig oder der Tankwagen gerade in der Nähe ist.

Eigensicherer Drucktransmitter

Bei der Füllstandüberwachung an Tankstellen wird die Fernübertragungseinheit GSM-3 verwendet, die mit einer Box mit eingebauten Sicherheitsbarrieren erweitert wird. An Tankstellen besteht die Gefahr, dass ein elektrischer Funke die gashaltige Atmos­phäre explodieren lässt. Der Drucktransmitter, der in einer solchen Umgebung misst, muss deshalb eigensicher sein. Die Sicherheitsbarriere begrenzt die abgegebene elektrische Leistung des Messsystems innerhalb der explosionsgefährdeten Zone (Ex-Zone) und macht so die Entstehung eines Funkens unmöglich.

Chemiedistribution überwachen

Explosionsgefahr ist auch ein wichtiges Thema bei Chemikalien. In den Lagern von Chemieherstellern und -distributoren befinden sich zahlreiche verschiedene Chemiefässer mit unterschiedlichsten explosiven und gesundheitsschädlichen Inhalten.

Der Füllstand von Chemiefässern wird in den meisten Fällen weder gemessen noch außerhalb des Fasses optisch angezeigt. Es besteht die Möglichkeit, einen medienverträglichen Schwimmer einzubauen, jedoch reicht dieser nicht aus, um einen sicheren Transport zu garantieren und die Tankinhalte währenddessen permanent zu kontrollieren.

Eine permanente Kontrolle ist jedoch sehr wichtig, um eine normengerechte Lieferung zu garantieren. Wird zusätzlich zum Füllstand der Innendruck im Fass gemessen, lässt sich kontrollieren, ob das Fass ordnungsgemäß verschlossen ist oder, ob es während des Transportes geöffnet wurde. Zudem zeigt die Aufzeichnung, ob das Fass übermäßigen Beschleunigungen ausgesetzt wurde.

Füllstand von Chemiefässern messen

Der Füllstand wird auch in dieser Anwendung mit zwei Drucksensoren gemessen. Da das Fass unter Druck steht, wird der Differenzdruck zwischen dem Fassdeckel und dem Fassboden ermittelt, womit der Pegel berechnet werden kann. Keller hat eine Lösung entwickelt, die den Tank in seiner ursprünglichen Form belässt.

Dazu wurden im Innenbereich des Fasses zwei kompakte Druckaufnehmer der Serie 7 LD eingebaut. Diese digitalen Sensoren bieten neben den oben genannten Vorteilen zusätzlich die Temperaturinformation, welche für die Überwachung von Chemikalien ebenfalls sehr hilfreich ist.

Schließlich übermittelt eine Fernübertragungseinheit die aufgezeichneten Daten. Mit der Anbindung an das Internet of Things erhält der Anwender zusätzlich noch weitere Informationen, beispielsweise den Standort des Fasses.

Das Internet der Dinge bringt Lösungen, die helfen das Leben sicherer zu machen, Prozesse zu verbessern sowie Informationen zeitnah zu erhalten, die bis dahin nicht verfügbar oder nur schwer zu ermitteln waren. Der Weg dahin ist individuell, aber er beginnt immer bei einem Objekt und einem Sensor.

Weitere interessante Beitrage zum Thema Prozessindustrie 4.0 finden Sie auf unserer Landingpage.

* Stellvertr. für verschiedene Autoren aus Entwicklung, Produktmanagement und Marketing der Keller AG, Winterthur/Schweiz. Kontakt: Tel. +41-5223-52525

(ID:44865932)