Über den Aufwand, Temperaturmessstellen SIL-gemäß auszulegen

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WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG

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Sensoren mit SIL-Zertifikat gibt es nicht

Der Temperaturfühler ist im Anschlusskopf mit dem Transmitter verschaltet und somit eine Komponente im SIL-Regelkreis. Da der Sensor aber keine Elektronik hat bzw. sich nicht selbst beurteilen kann, kann er keine SIL-Qualifizierung bekommen. Das heißt: Sensoren mit SIL-Zertifikat gibt es schlichtweg nicht, auch wenn dieser Begriff hin und wieder auftaucht. Dennoch muss die Tauglichkeit eines Fühlers unter SIL-Gesichtspunkten betrachtet werden.

In der elektrischen Temperaturmessung der Prozessindustrie werden weltweit hauptsächlich zwei Arten verwendet: in Europa überwiegend das Widerstandsthermometer mit Pt100-Sensor, in der übrigen Welt das Thermoelement. Auf eine allgemeingültige Orientierung, welcher Sensor am besten mit der jeweiligen SIL-Anwendung harmoniert, können Anwender nicht zurückgreifen. Je nach Herkunftsregion, haben global anbietende Produzenten bei den zugrunde liegenden Kriterien oft ein unterschiedliches Verständnis.

Um auf Nummer sicher zu gehen, müsste ein Anwender im Prinzip en detail fragen: Welche Konstruktion verbirgt sich hinter einem angebotenen Pt100? Welche Kontaktierung hat der Sensor? Welche Werkstoffe stecken in der mineralisolierten Mantelleitung des Messeinsatzes? Welche Qualität haben das Platin, welche die Legierung und die Kupferdrähte? Ein heftiger Aufwand. Detaillierte Antworten in dem Bereich erhofft sich die Fachwelt von der Überarbeitung der Namur-Empfehlung NE24 „Anforderungen an Messeinsätze für Temperatursensoren zum Einsatz in eigensicheren Stromkreisen“.

Konzentration auf die tatsächliche Anwendung

Neben den rein technischen Maßgaben benötigen Anwender Werte für die designbedingte Ausfallwahrscheinlichkeit des Temperaturfühlers. Statistiken dazu finden sich in entsprechenden Nachschlagewerken, doch sind sie eher allgemein. Daher sollte man sich auf die tatsächliche Anwendung konzentrieren, auf die Prozessbedingungen und ihre Extrema.

Stabilität und Genauigkeit der Temperaturmessung hängen wesentlich von der Vermeidung negativer Einflüsse ab. Das wiederum lenkt den Blick auf die Schutzarmatur, im vorliegenden Beispiel besteht sie aus Schutzrohr, Halsrohr und Thermometer-Anschlusskopf. Das Schutzrohr für den Messeinsatz erfüllt einen doppelten Zweck: Es schirmt den Fühler ab und ermöglicht eine Kalibrierung bei geschlossenem Prozess. Das vereinfacht die wiederkehrende Überprüfung, wie sie für SIL-Messstellen vorgeschrieben ist.

Schutzrohre für sicherheitsrelevante Messstellen sind keine Einheitsware. Die Dimensionierung ihrer Widerstandsfähigkeit erfolgt bei Wika z.B. auf der Basis einer selbstgeschriebenen Software unter Einbeziehung aller Prozessparameter. Das betrifft nicht nur die Abwehr thermischer Einwirkungen und aggressiver Substanzen. Die Konstruktion des Schutzrohrs muss Schwingungsbelastungen bruchsicher ertragen und gleichzeitig verhindern, dass die Schwingungen den Messeinsatz nicht negativ beeinflussen und damit den Messwert verfälschen. Ein Transmitter teilt dem Leitsystem zwar jede Veränderung des Messwerts mit. Aber er kann nicht erkennen, was sie hervorgerufen hat: tatsächlich eine Temperaturänderung oder doch ein Sensor-Fehler.

Fazit

Der Aufwand, sicherheitsrelevante Messstellen unter SIL-Gesichtspunkten auszulegen, ist beträchtlich und wird es auf absehbare Zeit bleiben. Er ist in der Regel nur personalintensiv zu bewältigen, will man mögliche Risiken ausschließen. Alternativ bietet sich die Zusammenarbeit mit einem qualifizierten Hersteller an. Solche Unternehmen wenden die in Frage kommenden Managementsysteme an, welche die IEC/EN 61508 für die SIL-Komponenten der Messanordnung ohnehin fordert. Eine solche Kooperation stellt für den Anwender im Vergleich zum internen Aufwand i.d.R. eine ökonomische Lösung dar.

* Der Autor ist Business Development Manager, Sales Germany, Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG, Klingenberg.

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