Füllstandsmessung Quo vadis Füllstandsmessung

Redakteur: Gerd Kielburger

Nicht immer herrscht Konsens zwischen den Wünschen der Anwender und der Umsetzung durch die Hersteller. Dies gilt auch für die Füllstandsmesstechnik, eine der wichtigsten Messgrößen in der Prozessindustrie. Einig ist man sich jedoch, dass neue Anforderungen auf die Geräte zu kommen, sei es durch anspruchsvollere Messaufgaben, weniger qualifiziertes Personal oder komplexere Technik.

Firmen zum Thema

Eine angenehme Atmosphäre beflügelt mitunter die Kreativität. Beim Kamingespräch von Endress+Hauser wurde vor allem über die Zukunft der Füllstandsmesstechnik diskutiert.
Eine angenehme Atmosphäre beflügelt mitunter die Kreativität. Beim Kamingespräch von Endress+Hauser wurde vor allem über die Zukunft der Füllstandsmesstechnik diskutiert.
( Archiv: Vogel Business Media )

Verständnis für die Applikation und eine anwendungsgerechte Lösung sind der Schlüssel für eine erfolgreiche Füllstandsmessung. Doch das ist im täglichen Miteinander zwischen Ausrüster und Anwender nur die halbe Wahrheit. Mittlerweile kommt noch ein weiterer, nicht zu unterschätzender Faktor hinzu: Es steht weniger qualifiziertes Personal zur Verfügung und das Know-how wandert in ausgegliederte Service-Einheiten ab. Uwe Witte, erfahrener Betriebsingenieur bei Lanxess, skizziert die Rahmenbedingung, in denen sich heute technische Innovationen in der Chemieindustrie durchsetzen müssen, sehr treffend: „Durch Personalabbau und -verlagerungen wird die wichtige Rückkopplung zu den Planern und Anlagenbauern häufig unterbrochen.“ Anlässlich eines Kamingespräches mit dem Titel ‚Füllstandsmesstechnik gestern-heute-morgen’, zu dem Messtechnik-Spezialist Endress+Hauser einlud, diskutierten Anwender und Hersteller kürzlich über die Zukunft dieser Technologie.

Für die Hersteller bedeutet der Strukturwandel in der Chemieindustrie, dass sie sich noch intensiver mit der Problemstellung ihrer Kunden beschäftigen und gezielte Lösungsvorschläge anbieten müssen. „Wir sind als Unternehmen gefordert, den Anwender bei Engineering und Life-Cycle-Dienstleistungen zu unterstützen – und zwar von der Planung über die Optimierung der Messgeräte bis zum Einsatz im Betrieb“, beschreibt Dieter Schaudel vom Executive Board der E+H Holding die Rolle der Hersteller. Dabei lege man nicht nur großen Wert auf die Weiterentwicklung von Hightech-Geräten (E+H plant zukünftig zehn Prozent des Umsatzes in F&E zu investieren), sondern auch auf die Optimierung von betriebsbewährten Messprinzipien, so Schaudel.

Bildergalerie

Denn nicht immer setzen die Anwender auf neue Messverfahren, wie Helmut Dyckmanns als langjähriger Anwender bei Infracor bestätigt: „Wir benötigen nicht generell die modernste Technologie, sondern eine, die maßgeschneidert auf den Prozess ist.“

Wie wählt man das Richtige aus?

Eigentlich ist dies keine ungewöhnliche Forderung. Allerdings gestaltet sich bereits die Auswahl der richtigen Technologie schwierig. So gibt es etwa 20 verschiedene physikalische Messprinzipien zur Bestimmung des Füllstands. Davon kommen allein in den Chemieparks der Degussa 13 zum Einsatz. Warum das so ist? Dyckmanns klärt auf: „Wir benötigen für jede Applikation das passende Messprinzip, in den richtigen Materialien, mit der richtigen Sicherheitsauslegung und ganz wichtig: Die Kompatibilität mit unseren bestehenden Anlagen und Übertragungstechniken muss gewährleistet werden.“

Der Weg zum optimalen Messergebnis beginnt daher mit der intensiven Analyse am Messort. „Zunächst muss das physikalische Messprinzip ausgewählt werden. Kommt ein kapazitives Verfahren oder doch die Radartechnologie zum Einsatz? Erst dann kümmern wir uns um die Details, z.B. um die Definition der spezifischen Geräteausführungen“, erklärt Ullrich Schinle, Marketingleiter des Produktionswerkes für Füllstand- und Druckmessgeräte bei E+H. Angesichts der Vielfalt an Messverfahren und des Personalmangels wird eine der Schlussfolgerungen für die Zukunft sein, die Bedienoberflächen über alle Messprinzipien hinweg zu vereinheitlichen.

Schließlich hat nach Einschätzung vieler Anwender jede einzelne dieser Technologien ihre Berechtigung und wird auch noch eine ganze Zeit weiter Bestand haben. Ein hohes Alter ist noch lange kein Grund, ein bewährtes Gerät auszutauschen, so das Statement der Anwender. „Neue Technologien lösen nicht automatisch bestehende Standards ab“, propagiert denn auch Dyckmanns die typische Vorgehensweise in der Chemie und bringt Beispiele: „Mechanische Messverfahren, wie Verdränger- und Schwimmersysteme, sind noch heute in den Anlagen in großer Zahl vorhanden und werden noch weiter ihre Berechtigung behalten.“

Will man als Ausrüster nicht am Kundenbedürfnis vorbei entwickeln, kann es daher für die Zukunft der Füllstandsmesstechnik nicht nur um die Entwicklung neuer Messprinzipien, sondern vor allem um die Weiterentwicklung von bestehenden Prinzipien und Verfahren gehen – auch hinsichtlich ihrer Robustheit in der Applikation. Beispiele dafür sind Verfahren, die auch noch in Grenzbereichen zuverlässig messen oder Kombinationen aus verschiedenen Messverfahren, wie Multiparameter-Transmitter, etwa die Trennschichtmessung mit geführtem Radar. Selbst kapazitive Sonden, die seit über 50 Jahren im Einsatz sind, können noch für Überraschungen gut sein, weiß Schinle zu berichten: „Vor etwa zwei Jahren haben wir unsere Kapazitiv-Produktlinie quasi komplett runderneuert. Jetzt werden die kapazitiven Füllstandssensoren bei der Endmontage im Werk abgeglichen mit dem Vorteil, dass der Anwender sofort nach dem Einschalten des Gerätes seine Messungen starten kann.“

Zuverlässigkeit am Wichtigsten

Darüber hinaus liegt der Fokus der Entwickler auch auf dem Thema vorausschauende Wartung und damit bei der Diagnosefähigkeit der Geräte. Dabei gibt es bekanntlich verschiedene Abstufungen, angefangen von der Messung ohne Diagnose bei einfachen Grenzschaltern über die Gerätediagnose zur erweiterten Diagnose bis zur Prozessdiagnose. Unumstößlich steht hier die Umsetzung der Namur-Empfehlung 107 im Mittelpunkt. Die Basis hierfür liegt für E+H-Experten Schinle in einem robusten und zuverlässigen Messsignal und zuverlässigen Geräten.

Ganz entscheidend sei es in diesem Zusammenhang, auch bestehende Messprinzipien zu hinterfragen, um ein Gerät noch zuverlässiger betreiben zu können, wie Schinle an einem Beispiel aufzeigt: „Ist es sinnvoll, Wasserstoffdiffusionen bei einem Druckmittler mit Metallmembran zu detektieren und dieses dann mit einer Diagnosefunktion auszuwerten? Oder ist es am Ende nicht einfach sinnvoller, die Wasserstoffdiffusion zu vermeiden, indem man elektrische Differenzdrucktransmitter mit Keramik einsetzt, um dieses Problem gar nicht erst entstehen zu lassen?“ Schinle weiter: „Bevor wir über Diagnose sprechen, überlegen wir bei E+H immer zuerst, wie wir unsere Geräte noch robuster und sicherer machen können.“

Ohne Zweifel hat der Übergang von der signalorientierten zur informationsorientierten Messtechnik neue Möglichkeiten geschaffen, die für eine höhere Effizienz in den Prozessen sorgt. So profitieren Anwender insbesondere bei der schnellen Entstörung und Fehlersuche von der digitalen Kommunikation. Allerdings bringt dies eine steigende Komplexität mit sich und fordert immer mehr das entsprechende Instandhaltungspersonal heraus.

Preis entscheidet nicht immer

Überraschende Einsicht beim Gespräch: Die Diskussion um die Kosten für die Geräte ist für Anwender (im Gegensatz zu vielen Einkäufern) eher nebensächlich, obwohl das eine oder andere Verfahren auch heute noch zu teuer erscheint, wie etwa die Radartechnik oder sicherheitsrelevante Messtechnik: „Ein wirkliches Problem ist der Preis heute nicht, weil wir davon ausgehen, dass wie in den vergangenen Jahren auch der Marktpreis der Feldgeräte sich nach unten bewegen wird, allein durch den Wettbewerbsdruck“, erklärt Lanxess-Betriebsingenieur Witte stellvertretend für viele Anwender in der Prozessindustrie.

Für ihn zählen andere Eigenschaften: „Was uns deutlich mehr stört, ist nach wie vor die technische Verfügbarkeit einiger Geräte.“ Während die Hersteller beispielsweise bei Schwinggabelsystemen einen sehr hohen Stand der Technik erreicht haben und die Ausfallquote dort im Promillebereich liegt, kann man dies seiner Meinung nach insbesondere für freiabstrahlende Radarmessgeräte nicht behaupten. „Wir brauchen in der Chemie aber zuverlässige Technik, da unsere Anlagen nichts anderes tun sollen als zu produzieren“, betont Witte. Um dieses Ziel zu erreichen, diskutieren Anwender und Hersteller nicht nur an diesem Abend, sondern arbeiten bereits gemeinsam an der Zukunft der Instrumentierung. Ein Beispiel ist etwa die Technologie-Roadmap ‚Prozesssensoren 2005-2015’, in der die Anforderungen an Prozesssensoren in den nächsten zwei Jahrzehnten so konkret beschrieben werden, dass ein Konsens zwischen Anwenderwunsch und Hersteller-Umsetzung schon bald Realität werden sollte.

(ID:213864)