Überblick

Sensoren für die Prozessautomatisierung

Druckmessumformer sind essenziell für die Prozessindustrie. Mit Simulationen von physikalischen Effekten lassen sie sich optimieren.

  • Jürgen Spitzer, Ralf Huck und Philippe Labalette
  • 11 / 2013 Seite: 37

In industriellen Anlagen sind eine Vielzahl von Sensoren nötig, um Größen wie Druck, Füllstand oder Temperatur zu messen. Die Simulation der zugrunde liegenden unterschiedlichen physikalischen Effekte erlaubt es, die Leistung der Sensorik wesentlich zu steigern. So gelang es beispielsweise, bei Druckmess­umformern der neuen Generation die Langzeitstabilität um das Fünffache zu steigern und Linearität sowie Temperaturempfindlichkeit enorm zu optimieren.

Überall dort, wo es um die kontinuierliche Verarbeitung von Materialien in chemischen, physikalischen oder generell technischen Prozessen geht, spricht man von Prozessindustrie. Dazu zählen Unternehmen der Chemie- und Pharmabranche ebenso wie Produzenten von Nahrungsmitteln, Papier oder Zement. Um die zur Herstellung der Güter nötigen Rezepte oder Ablauffolgen reproduzierbar, kosten­optimal und sicher durchführen zu können, ist Automatisierung essenziell. Die Basis dafür bilden Feldgeräte. Zu diesem Oberbegriff zählen Messumformer – das sind Sensoren plus zugehöriger Elektronik – sowie Aktoren wie Stellglieder oder Ventile. Feldgeräte erfassen physikalische Größen, sie überwachen und steuern die zahlreichen Prozesse in den unterschiedlichsten Industrieanwendungen. Sie sind prozessnah installiert und übermitteln ihre Informationen an die übergeordnete Leittechnik. In einer typischen Anlage der Prozess­industrie sind einige hundert bis tausend Feldgeräte im Einsatz und bilden somit unter dem Investitionsaspekt einen bedeutenden Wert. Innovationen bei Feldgeräten haben daher auch einen großen Einfluss auf den gesamten Wertschöpfungsprozess und wirken sich in allen Lebenszyklen einer Anlage positiv aus.

Obwohl Messumformer eine Vielzahl von unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien nutzen, ist ihr prinzipieller Aufbau immer gleich: Auf der Prozessseite nimmt das Sensor-Subsystem die physikalische Größe wie Druck, Temperatur oder Kraft auf und wandelt diese in ein elektrisches Signal um. Ein Transmitter verarbeitet das Signal und gibt es zum einen an die übergeordnete Leitebene weiter, zum anderen an sein eigenes Human Machine Interface (HMI). Das HMI beinhaltet lokale Anzeige- und Bedienelemente des Messumformers, die für Vor-Ort-Bedienung und schnelle Anpassung an die Applikation sowie für die Analyse beim Auftreten von Fehlern nötig sind. ...

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