Smarte Sensoren

Schöne smarte Sensor-Welt – Thema der Namur-Hauptsitzung 2015

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Smarte Sensoren: Große Erwartungen – ernüchternde Realität?

Der Wunsch nach Sensoren, die mehr als nur die klassischen Parameter bereitstellen, ist nicht neu. Bereits 2009 wurde die Roadmap „Prozess-Sensoren 2015“ gemeinsam von der GMA/Namur unter Projektleitung der BAM entwickelt. Mit Spannung wird daher die Neuauflage, die auf der diesjährigen Namur-Hauptsitzung vorgestellt wird, erwartet. PROCESS hat sich einen Punkt herausgegriffen und nachgefragt, welche der damaligen Ideen mittlerweile umgesetzt sind.

Die Punkte Genauigkeit und Robustheit sehen fast alle Umfrageteilnehmer erfüllt. Nachholbedarf sieht man nach wie vor bei Sensoren, die Möglichkeiten zur Optimierung von bestehenden Anlagen bieten, der Online-Analytik oder Sensoren, die Zwischen- und Trendinformationen über Produkteigenschaften zu Regelzwecken geben können. Auch die Informationen über die räumliche Verteilung von Prozessgrößen und die Ermittlung und Lokalisierung von Grenzflächen bzw. -phasen bleibt interessant.

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Welche Verfahren haben sich inzwischen etabliert? Die Inline (Inline-(NIR-)Spektroskopie) wird mittlerweile bei rund 40 % der Befragten eingesetzt, auch die Echtzeit-Prozess-Gas- und Flüssigchromatografie scheint ein bewährtes Mittel. Generell ist knapp die Hälfte der Umrageteilnehmer zufrieden mit dem heutigen Angebot von Messgeräten auf dem Markt. Gefragt wurde auch danach, welche smarten Funktionen denn noch benötigt werden. Auffällig bei den Antworten war, dass ein Teil der Anforderungen immer noch die klassischen Unzulänglichkeiten betreffen, etwa wenn nach wie vor ein Plug and Play oder eine einfachere Kalibrierbarkeit gefordert wird. Als weitere Stichworte wurden genannt:

  • einfache Sensordaten-Fusion
  • Out of the Box für bestimmte Anwendungen
  • App-Konzepte
  • Kommunikation mit weiteren Sensoren und eigenständige Anpassung an Änderungen
  • Bluetooth Bedienung/ Analyse
  • O2/CO bei hohen Temperaturen
  • kalorische Messgrößen
  • integrierte Messfehler/Ungenauigkeitsauswertung
  • Selbstüberwachung, Autokalibrierung, Schwarmkommunikation
  • Online-Sensoren im Mikromaßstab
  • Aus diversen „physikalischen“ Sensoren soll ein logischer Smart Sensor geschaffen werden
  • Single Use Bioprocessing
  • IR-T-Messung in Apparaten
  • Ablösung von Strahlern als „last-resort-Füllstandmessung“
  • direkte Regelungen, also Sensor/ Aktor

Neue Sensorkonzepte allein genügen zukünftig nicht

Aus den Antworten wird aber auch deutlich, dass die (selbständige) Vernetzung von Sensoren weiter in den Vordergrund gerückt werden muss. Es wird also nicht mit der Entwicklung neuer Sensoren allein getan, sondern entscheidend für einen erfolgreichen Sensor wird dessen Einbindung in die Automatisierungslandschaft sein. Dabei muss unter Umständen neu nachgedacht werden, etwa über die Rolle der Sensorhersteller.

So stellte Dr. Martin U. Schefter, CEO von First Sensor in Berlin, in einer Podiumsdiskussion auf der Achema die provozierende Frage, ob ein Sensorhersteller in Zukunft nicht einfach Datenhändler sein könne? Schließlich interessiere die Anwender lediglich die Messdaten und nicht unbedingt der Weg, wie diese erzielt werden. Ein weiterer Denkanstoß: In einer vernetzten Welt werden die durch Smart Sensoren erzeugten Messwerte in einer höheren Geschwindigkeit, wenn nicht sogar in Echtzeit, benötigt. In diesem Fall muss man über wesentlich mehr nachdenken, als nur über den Sensor.

Und dies führt zur nächsten Herausforderung: In der Umfrage gab über die Hälfte der Befragten an, dass die 4…20-mA-Anbindung die vorherrschende Kommunikationsform ist, der Anteil der Feldbusse lag bei etwas über 10 %. Ganz zu schweigen von einer ethernetbasierten Kommunikation. Zwar gibt es inzwischen erste Durchflussmessgeräte mit Ethernet-Anschluss (etwa den Proline 100 von E+H), eine branchenweite Umsetzung ist jedoch noch fern. Mehr Anwendungsbeispiele würden helfen.

* Die Autorin ist freie Mitarbeiterin bei PROCESS.

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