09. September 2011

Die neue Transmittergeneration

Beitrag aus openautomation 4/2011


Höhere Temperaturen, neue Industriestandards sowie gestiegene Kundenbedürfnisse erfordern eine kontinuierliche Entwicklung der Sensorik, Elektronik und Software. Vor diesem Hintergrund hat Endress+Hauser auch seine Drucktransmitter-Familie weiterentwickelt. Das Ergebnis ist eine neue Generation mit benutzerfreundlichem Be­dien­konzept.


„Als der Cerabar M 1999 auf den Markt kam, war die Druckwelt noch schwarz/weiß: einfache analoge Transducer auf der einen, hochgenaue digitale Transmitter auf der anderen Seite. Mit dem Cerabar M kam Farbe ins Spiel“, erinnert sich Dirk Dohse, Produktmanager Druckmesstechnik bei Endress+Hauser in Weil. Damit wurde erstmalig eine Transmitterklasse angeboten, die mehr konnte als die einfachen Trans­ducer, aber nicht so teuer war wie die digitalen Transmitter. Ein breites Anwendungsspektrum wurde sichergestellt durch die kapazitive keramische Messzelle, die piezoresistive Messzelle und eine Auswahl an Druckmittlern. „Für viele Anwendungen und für engere Budgets genau das richtige“, erklärt D. Dohse und fasst zusammen: „Ausreichende Genauigkeit und keine Funktionalität, die nicht benötigt wird. ,Right-Tech‘ wurde geboren.“


Die nächste Generation: Die technischen Highlights

Cerabar M, Deltabar M und Deltapilot M für Druck-, Differenzdruck- und Füllstandsanwendungen

Basierend auf den „alten“ Cerabar M wurde die neue Transmittergeneration entwickelt und die etablierte erweitert. Sie umfasst Sensoren für Differenzdruck (Deltabar M) sowie Druck („CONTITE“ mit Deltapilot M) und zeichnet sich durch ihr benutzerfreundliches Bedienkonzept und erhöhte Einsatzbedingungen aus.

Wesentliche Neuerungen sind die kompakte vibrationsfeste Elektronik mit DIP-Schalter und eine optionale LCD-Anzeige mit Tastenbedienung zur einfachen Inbetriebnahme. „Das Bedienkonzept basiert auf einem benutzerfreundlichen, durchgängigen HMI-Konzept, damit der Instandhalter auch ohne Betriebsanleitung eine Messstelle in Betrieb nehmen kann“, verdeutlicht D. Dohse.

Erweitert wurde die bestehende Transmitterfamilie um einen Differenzdrucksensor und um die „CONTITE“-Messzelle. Sie ist hermetisch gekapselt und verfügt über eine hohe Kondensatfestigkeit. Prädestinierte Einsatzgebiete sind Molkereien und Brauereien. „Zusammen mit dem kapazitiven keramischen Sensor, der piezoresistiven Messzelle und einer Vielzahl an Druckmittlervarianten wird sichergestellt, dass für jede Applikation der passende Sensor verfügbar ist“, so der Produktmanager. Entsprechend werden auch verschiedene Gehäusevarianten angeboten. Dazu zählen beispielsweise Druckguss-Aluminium-Gehäuse mit Pulver-Schutzbeschichtung oder ein tiefgezogenes Edelstahlgehäuse sowie Ex-d-Ausführungen. „Das kompakte und robuste Gehäuse-Design sichert Bedien- und Montagekomfort sowie maximale Betriebssicherheit auch in rauer Prozess­umgebung“, fasst D. Dohse zusammen.


Die Produktvarianten
Welche Transmitterserie für einen Kunden geeignet ist, hängt vom Lifecycle-Konzept ab. Als wichtige Variablen, die bei jedem Kunden anders aussehen können, nennt D. Dohse: eine optimierte Planung (Sensorikauswahl), die Minimierung der Typenvielfalt, standardisierte Anschlüsse sowie schlüssige Bedien-, Kalibrier- und Wartungskonzepte.

Ein Blick in die Reinraumproduktion für Drucksensoren bei Endress+Hauser

So sei die M-Familie beispielsweise eine gute Ergänzung zur existierenden S-Transmitterfamilie. „Für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an Referenzgenauigkeit und Langzeitstabilität, mit erhöhten Sicherheitsanforderungen – zum Beispiel Zwei-Kammmer-Gehäuse, zweite Prozessbarriere, SIL2/3 – und gesteigerten Diagnoseanforderungen sind Cerabar S, Deltabar S und Deltapilot S zu bevorzugen. Für viele Anwendungen reicht jedoch auch die 0,15-%ige Referenzgenauigkeit der M-Transmitterfamilie aus“, verdeutlicht der Experte.
Die Genauigkeit der Transmitter ist für viele Anwendungen ausreichend, um mittels „Turn down“ (Verhältnis Nennwert zu kalibrierte Messspanne) mehrere Messbereiche abzudecken: beispielsweise kann ein Cerabar M mit 40-bar-Mess­zelle vier Transducer mit 6-bar-, 10-bar-, 16-bar- und 25-bar-Messbereich im Lager ersetzen.
Zudem reduziert das modulare Gerätekonzept die Lagerkosten und erhöht die Verfügbarkeit der Anlage durch die flexi­ble Austauschbarkeit von Teilkomponenten.


Die Zulassungen
Darüber hinaus erfüllt die neue M-Transmitterfamilie viele Normen aus unterschiedlichen Branchen. Dazu zählen Germanisch Lloyd GL VI-7-2 und DIN EN 61298-3 (Vibrationsfestigkeit), DIN EN 61326 und Namur-Empfehlung EMV NE21 (EMV), ASME-BPE (Temperatur-Einsatzbereiche), Schutzart nach IP69K, NE107 (Fehlerkategorisierung).

Im akkreditierten EMV-Labor wird die Störfestigkeit der Transmitter auch in schwieriger EMV-Umgebung sichergestellt

Das Test-Center im Produktionsstandort Maulburg verfügt neben der akkreditierten EMV-Testanlage auch über industriespezifische Aufbauten, die spe­zielle Bedingungen nachstellen. „Salznebeltest (Offshore-Applikationen), Brausetest (tropische Regenstürme), Kondensattest (kaltes Medium/warme Umgebung und CIP-Reinigung), Batch-Anlage (Temperaturschocktest während einer SIP-Sterilisation) sind nur einige Beispiele der Stationen, die Sensoren, Elektronikeinsätze und Gehäuse vor einer Serienfreigabe intern zu durchlaufen haben“, zählt D. Dohse auf. Daneben würden anspruchsvolle Feldtests bei Kunden ebenfalls zur Pflicht gehören, um sicherzustellen, dass die Anforderungen im Industrieumfeld erfüllt werden.
Als weitere Besonderheit verweist der Experte auf die Fertigungsprozesse für piezoresistive Sensoren bzw. kapazitive keramische Drucksensoren, die äußert komplex seien. „Die Elektrodenschichten die aufgetragen werden, sind gerade einmal ein bis zwei tausendstel Millimeter dick, also gut hundertmal dünner als ein Haar. In dieser Größenordnung genügt ein winziges Staubkorn, um die Performance zu beeinträchtigen. Deshalb ist der enorme Aufwand in der Produktion auch notwendig: Die durchgängige Reinraumproduktion erinnert an Anlagen der pharmazeutischen Industrie und sorgt für effiziente und flexible Fertigungsab­läufe.“


Fazit
„In die Entwicklung der neuen Transmitterfamilie sind mehr als 50 Jahre ­Applikationserfahrung eingeflossen. Das Ziel dahinter war, dem Anwender über den gesamten Lebenszyk­lus Nutzen zu bieten: optimale Auswahl, effiziente Beschaffung, einfache Montage, sichere Inbetriebnahme und ein nachhaltiges Wartungskonzept“, fasst D. Dohse zusammen. Mit der neuen Transmittergeneration, die Cerabar M, Deltapilot M und Deltabar M umfasst, sieht er das Ziel erfüllt. „Der Kunde profitiert von einem langfristigen, wartungsarmen Betrieb durch perfekt angepasste Sensorik, ein optimiertes Lager- und Ersatzteilkonzept und die Minimierung der Anlagenstillstandzeiten durch schnelle Wiederinbetriebnahme und maximierte Kalibrierzyklen. Darüber hinaus bringt das einheitliche Bedienkonzept Sicherheit und reduziert den Aufwand bei der Inbetriebnahme, Wartung sowie im Betrieb.“

Kerstin Löffler
Kerstin Löffler ist Abteilungsleiterin Marketing/Kommunikation bei der Endress+Hauser Messtechnik GmbH+Co. KG in Weil.

Weitere Informationen unter www.de.endress.com.

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