10.12.2019

Füllstandsmessung und Diagnose via mobilem Gerätezugriff

Vibronik 4.0

Beim Liquiphant-Sensor FTL51 zur Grenzstanddetektion in Flüssigkeiten sind zusätzliche Informationen über Prozess und Messgerät via mobilem Gerätezugriff verfügbar. Per App werden wiederkehrende Prüfungen und Geräteverifikationen im eingebauten Zustand unterstützt und abschließend eine standardisierte Dokumentation erstellt.


Sobald ein Medium die Metallgabel bedeckt, ändert sich die Schwingfrequenz und der Sensor verwandelt die Information in ein Ausgangssignal.
Bild: Endress+Hauser Messtechnik GmbH & Co. KG

Was das Tempo für die Vereinigten Papierwerke AG oder das Bobby Car für die BIG-Spielwarenfabrik ist, ist der Liquiphant für Endress+Hauser: ein eigener Gattungsbegriff für Vibronik Grenzstandschalter. Die Erfolgsgeschichte begann 1983 mit dem FTL160, entwickelte sich über viele Stationen und Jahre weiter bis in die Gegenwart. Das Hauptaugenmerk bei der Neuentwicklung des Sensors liegt jetzt auf den Themen Sicherheit, Digitalisierung und einfache Bedienung.

Geschichte des Liquiphant-Sensors

Bereits Ende der 70er Jahre hatte Georg H. Endress die Vision, einen neuartigen Sensor zu entwickeln. Dieser sollte vollmetallisch und damit dauerhaft dicht sein. Mit einem Stab sollte er zuverlässig in allen gängigen Anwendungen prüfen, ob Flüssigkeit in einem Tank oder Behälter vorhanden ist. Mit diesen Vorgaben stellte er seine Entwickler vor eine schwierige Aufgabe. Kapazitiv und konduktiv fielen als Messprinzipien aus, da sie nicht vollmetallisch umzusetzen waren. Sie mussten also komplett neu denken. Schließlich präsentierten sie ihrem Chef eine symmetrische Zweistablösung. Ein piezoelektrischer Antrieb bringt die zwei Stäbe in Form einer Gabel in Schwingung. Sobald ein Medium die Metallgabel bedeckt, ändert sich die Schwingfrequenz und der Sensor verwandelt die Information in ein Ausgangssignal. Auch wenn es sich dabei nicht um die ursprünglich gewünschte Einstablösung handelte, war ein neues Messprinzip geboren, das unabhängig vom Medium den Grenzstand detektiert: die Vibronik. Im Jahr 1983 kam das Messgerät mit der schwingenden Gabel schließlich auf den Markt. Aus den Vorschlägen eines Namenswettbewerbs der Mitarbeitenden für das neue Produkt wählte Georg Endress einen Namen aus: Liquiphant - entstanden aus dem Bild eines Elefanten mit zwei Stoßzähnen in Flüssigkeit. Für den Verkaufsstart im ersten Jahr rechneten die Projektverantwortlichen bei Endress+Hauser mit 500 Stück. Tatsächlich wurden es bereits im ersten Jahr 5.000 verkaufte Exemplare. Heute produziert Endress+Hauser jährlich hunderttausend Stück des Sensors.

SIL3 und Bluetooth

Der neue Liquiphant ist vollständig entwickelt nach IEC61508 und kann somit direkt in SIL2 und in homogener Redundanz auch in SIL3 Applikationen eingesetzt werden. Sämtliche Kennwerte der Funktionalen Sicherheit haben sich verbessert, was sich in einer gesteigerten Anlagensicherheit und -verfügbarkeit widerspiegelt. In Kombination mit der WHG-Zulassung zum Einsatz als Überfüllsicherung oder Leckageüberwachung ist der neue Sensor somit beinahe der sicherste Vibronik-Grenzschalter auf dem Markt. Beinahe nur deswegen, da lediglich der Liquiphant FailSafe - ebenfalls von Endress+Hauser - bessere Kennzahlen aufweist. Intern redundant aufgebaut kann der Liquiphant FailSafe als Einzelmessgerät direkt bis SIL3 eingesetzt werden. Neben der Sicherheit und Einfachheit lag das Hauptaugenmerk der Neuentwicklung auf der Digitalisierung. Die Namur-Roadmap Process-Sensors-4.0 beinhaltet drei Schlüsselkriterien für digitale Prozesssensoren: Diese müssen Möglichkeiten zur kabellosen Kommunikation und zur Sensordiagnose bieten sowie Informationen über Sensor und Prozess liefern. Der neue Liquiphant erfüllt diese Anforderungen und bietet darüber hinaus weitere Highlights. Über eine optional bestellbare Bluetooth Schnittstelle erhält der Nutzer Zugriff auf Sensordaten und Heartbeat Technology Funktionen. Im ersten Schritt kann der Betreiber mobil mit der SmartBlue App von Endress+Hauser auf das Gerät zugreifen und Geräte- und Diagnoseinformationen erhalten. Er sieht den Zustand des Sensors auf einen Blick. Dies wird ihm, zusätzlich zu Klartextmeldungen, mit Symbolen gemäß NE107 angezeigt.

Automatisches Verifikationsprotokoll

Ein App-basierter Wizard führt den Nutzer durch seine Geräteverifikation und erstellt ein entsprechendes Verifikationsprotokoll. Dafür muss weder das Gerät ausgebaut noch der Prozess unterbrochen werden. Das generierte Protokoll beinhaltet eine Übersicht über den Verlauf der Schwingfrequenzen. Hierbei handelt es sich um Monitoringwerte, welche Aussagen bspw. über Ansatzbildung oder Korrosion ermöglichen. Der neue Liquiphant verfügt über eine Korrosionserkennung, die eine Warnung generiert, bevor der Sensor ausfällt. Auch hinsichtlich Effizienz, z.B. bei der Durchführung von wiederkehrenden Prüfungen nach SIL und WHG, bietet der Sensor Vorteile: App-basierte Wizards unterstützen bei der Durchführung von wiederkehrenden Prüfungen am Gerät. Sie führen Schritt für Schritt durch die erforderliche Prüfprozedur, wobei Erklärungen und Schaubilder zur Vermeidung systematischer Fehler beitragen. Am Ende einer Prüfung generiert die App automatisch ein entsprechendes SIL- oder WHG-Prüfprotokoll, welches direkt aus der App abgelegt oder per E-Mail versendet werden kann.

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