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01 Der Micropilot FMR52 von Endress+Hauser arbeitet in der Tankanlage mit hoher Messwertzuverlässigkeit durch Mehrfachechoerkennung

Zuverlässige und hygienische Füllstandmessung

02 Die Gär- und Lagertankanlage der Winzergenossenschaft Oberbergen

03 Die Micropilot-Familie FMR5x hält für jede Branche die passende

04 Der Micropilot FMR52 mit PTFE-Scheibenantenne für hohe hygienische Ansprüche

05 Verlauf der Reflektionssignale: Durch neue Algorithmen sind auch Messungen unter der Störausblendung möglich

Seit Jahren setzt die Winzergenossenschaft Oberbergen Radargeräte von Endress+Hauser zur Erfassung der Füllstände in ihren Produktionsanlagen ein. Seine jüngste Gerätereihe hat das Unternehmen nun mit speziellen Auswertealgorithmen ausgestattet und damit deren Messwertzuverlässigkeit weiter gesteigert. Eine Gerätevariante erfüllt zusätzlich die hygienischen Anforderungen für den Bereich der Lebensmittelherstellung durch ein speziell entwickeltes Gerätedesign nach 3A und EHEDG.

Die Winzergenossenschaft Oberbergen im Kaiserstuhl wurde 1924 von 42 Winzerinnen und Winzern gegründet. Gemeinsam wollten sie dadurch in damals schwierigen Zeiten die Zukunft des Oberbergener Weinbaus gestalten. Um die Wirtschaftlichkeit mittel- und langfristig zu sichern, übernahm die Winzergenossenschaft 1998 die Nachbargenossenschaft Schelingen. Heute zählt sie mit knapp 460 Mitgliedern zu den bedeutenden Winzergenossenschaften in Baden. Die Rebfläche umfasst derzeit rund 350 ha.

Seit Jahren erfolgreich im Einsatz
Seit Jahren setzt die Winzergenossenschaft zur Füllstandmessung in ihren Gär- und Lagertanks (Bild 1 und 2) erfolgreich die frei abstrahlenden Radargeräte Micropilot von Endress+Hauser ein. Die 18 m hohen Tanks mit einem Volumen von 226.000 l werden nach der Weinlese mehrmals in einem Rhythmus von zehn bis 14 Tagen mit rund 150.000 l Most für den Gärprozess befüllt. Ist nach circa 14 Tagen der Gärprozess abgeschlossen und aus dem Most der gewünschte Jungwein entstanden, wird dieser in weitere unterschiedliche Tankeinheiten verteilt. Hier lagert der Jungwein auf der Feinhefe für weitere circa drei Monate. Nach dieser Zeit erfolgt die Cross-Flow-Filtration des Jungweins mit anschließender Lagerung in Tanks und Fässern bis zum Abfüllzeitpunkt. Zur Erfassung des Füllstands in den Gär- und Lagertanks werden nun auch Geräte aus der jüngsten Reihe Micropilot FMR5x (Bild 3) eingesetzt. So zum Beispiel der Micropilot FMR52, bei dem die hohe Messwertzuverlässigkeit optimal mit den Anforderungen an Hygiene kombiniert ist. So entspricht die Konstruktion des FMR52 (Bild 4) mit der Bauform einer PTFE-Scheibenantenne hohen hygienischen Anforderungen. Prinzipiell ist das Gerät in einem frontbündigen und spaltfreien Design nach ASME BPE und mit Hygiene-Prozessanschlüssen ausgeführt. Die mediumberührten Teile sind FDA-gelistet und entsprechen den Anforderungen nach USP Class VI.

Bioverträglichkeit von Mikrowellen nachgewiesen
Um die Anwender in den Prozessen zu unterstützen, und die Frage nach der Bioverträglichkeit zu klären, hat Endress+Hauser zusammen mit der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule in Aachen eine Studie durchgeführt, welche die Bioverträglichkeit von Mikrowellen des Micropilot beurteilt. Alle Untersuchungen haben bewiesen, dass die Messgeräte nach derzeitigem Stand der Wissenschaft weder einen Einfluss auf das Volumen der Zellen haben, noch thermische oder athermische Effekte hervorrufen können. Mit der Studie wurde demnach nachgewiesen, was Endress+Hauser von Anwenderseite bereits als Erfahrungswerte übermittelt bekommen hatte: Die Mikrowellen des frei abstrahlenden Radar-Micropilot haben keinerlei nachweisbare Auswirkungen auf Zell- und Bakterienkultur.

Signalauswertung auf hohem Niveau
Um eine hohe Anlagenverfügbarkeit und daraus resultierend optimale effiziente Prozesskosten zu erreichen, verfügen die Radargeräte Micropilot FMR5x über weitere innovative Eigenschaften. Dazu zählen die selbstlernenden Softwarealgorithmen. Sie sind in der Lage, bis zu 20 Mikrowellenreflektionen gleichzeitig zu verfolgen und zu charakterisieren: Füllstandsignale, Stör- sowie Dopplersignale. Die Definition der Signalart wird durch eine Bewertung der unterschiedlichen Reflektionseigenschaften wie Reflektionshöhe, -position, -geschwindigkeit und Bewegungsrichtung ermittelt (Bild 5). Durch die speziellen Auswertealgorithmen ist es nun möglich, eine Signalreflektion auch unterhalb einer Störausblendung zuverlässig auszuwerten. Die Neuentwicklungen der Mikrowelleneinkopplungen erweitern das Anwendungs- spektrum für Flüssigkeitsgeräte mit 26-GHz-Technologie in der Gerätevariante FMR51 auf bis zu 450 °C und für Schüttgutgeräte mit dem FMR57 auf bis 400 °C Prozesstemperatur.

Cleveres Datenmanagement
Bei stetig wachsenden Sicherheitsanforderungen, erhöhter Nachweispflicht und dem Bedarf an hoher Anlagenverfügbarkeit gewinnt außerdem ein cleveres Datenmanagement für Feldgeräte an Bedeutung. Das gilt besonders im Betrieb von überwachungsbedürftigen Anlagen. Folgende Anforderungen standen im Fokus:
•die Dokumentation der Messstelle im Rahmen der Nachweispflicht von Anlagen,
•die einfache, sichere Wartung und Reparatur,
•die Nachvollziehbarkeit von Anlagenzuständen und etwaigen Störeinflüssen sowie
•die Nachvollziehbarkeit von Parameteränderungen bei sicherheitsgerichteten Messstellen.
Das „HistoROM“ ist Hauptbestandteil im Datenmanagementkonzept der Zweileiter-Geräte. Es ermöglicht viele neue, für den sicheren Anlagenbetrieb wichtige Funktionen. Die automatische Datensicherung im Speicherbaustein „HistoROM“, der unverlierbar in das Gehäuse integriert ist, ermöglicht den zeitsparenden Austausch von Elektroniken ohne Neuabgleich. Bei einem Elektronikwechsel laden sich die Gerätedaten der letzten Parametrierung automatisch vom Speicherbaustein in die neue Elektronik und das Gerät nimmt selbstständig den Messbetrieb wieder auf. Diese Software- und Hardwareentwicklungen erhöhen die Messwertzuverlässigkeit des Micropilot FMR5x und führen auch bei anspruchsvollen Prozessbedingungen zu einer hohen Anlagenverfügbarkeit.

Die Zukunft hat ein Gesicht
In der Prozessindustrie steigen die Anforderungen an die Automatisierungstechnik stetig. Immer leistungsfähigere und gleichzeitig flexiblere Anlagen mit der gesamten Bandbreite an messtechnischen Anwendungen sollen zu möglichst geringen Kosten betrieben werden. Die Komplexität für den Anwender nimmt aufgrund der Vielzahl von Messaufgaben und der dafür verfügbaren Geräte unterschiedlicher Hersteller stetig zu. Gleichzeitig steigen die Anforderungen hinsichtlich der Betriebssicherheit und Verfügbarkeit von Anlagen. Endress+Hauser setzt mit der vollumfänglichen Integration der neuen Gerätevarianten des frei abstrahlenden Radar- Micropilot FMR5x in das Zweileiter-Konzept für Durchfluss und Füllstand diese Anforderungen um. Die Einheitlichkeit zeigt sich beispielsweise in der Dokumentation, Bedienung, Diagnose, dem Ex- und Ersatzteilkonzept sowie vielen weiteren Details und führt zu einer Kostenreduktion in Planung, Beschaffung und Betrieb. Das einheitliche Zweileiter-Konzept für Durchfluss und Füllstand erhöht die Sicherheit und senkt die Kosten.

Fazit
Mit all diesen Eigenschaften erfüllen die Micropilot-Geräte von Endress+Hauser die Anforderungen der Winzergenossenschaft Oberbergen in höchstem Maß. Seit Jahren sind sie dort erfolgreich bei der Herstellung der unterschiedlichen Weinsorten im Einsatz. Aus diesem Grund setzt Wolfgang Schupp, Kellermeister der Winzergenossenschaft Oberbergen, auch auf die neueste Technologie und die daraus resultierende Messwertzuverlässigkeit für seine Produktionsanlagen. (ih)

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Autor:
Carsten Schulz ist Produktmanager Füllstand bei Endress+Hauser in Weil. sales@de.endress.com