Zuverlässige Mess- und Regelungsgeräte und die Präzision der Messungen sind mitentscheidend für die Produktivität und Effizienz von Anlagen in der Prozessindustrie. Besonders in der Flüssigkeitsanalyse sind die Herausforderungen an die Messtechnik sehr hoch. CHEManager sprach mit Dr. Dirk Steinmüller, Vice President Business Development bei Knick Elektronische Messgeräte in Berlin, über aktuelle Trends in der Analysenmesstechnik. Das Gespräch führte Dr. Volker Oestreich.

CHEManager: Digitalisierung, Industrie 4.0 und IIoT sind Themen, die heute die Diskussionen um die zukünftige Automatisierungstechnik beherrschen und die oft von den großen Anbietern der Branche dominiert werden. Wie kann sich ein Messtechnik-Hersteller wie Knick in diesem Rahmen noch behaupten?

Dr. Dirk Steinmüller: Wir beobachten das sehr genau. Nahe am neuen NAMUR AK 3.7 Smarte Sensorik, Aktorik und Kommunikation unter Leitung von Dr. Maiwald, der ja schon die Sensorroadmap 4.0 auf den Weg gebracht hatte. Knick konzentriert sich dabei auf das Liefern guter, zuverlässiger Daten über den Prozess einschließlich von Diagnosedaten über die eigenen Geräte und Sensoren. Modellierung im Sinne von Big Data bringt ja nur dann etwas, wenn das Modell auf gute Daten zugreifen kann. Zweifellos werden Ethernet basierte Schnittstellen an Bedeutung zunehmen. In diesem Zusammenhang ist aber im Bereich Verfahrenstechnik/Chemie das Problem des Ex-Schutzes noch nicht vollständig gelöst.

Die Memosens-Technologie wird bei der Messung von pH/Redox-Werten, Leitfähigkeit und Gelöstsauerstoff eingesetzt. Würden Sie diese Technologie als Basistechnologie für die Digitalisierung ansehen?

Dr. Steinmüller: Ja, selbstverständlich. Mit Memosens bringen wir die Digitaltechnik in den Sensor. Die Digitalisierung des Sensorsignals macht moderne Diagnostik und vorausschauende Wartung erst möglich. Durch ihre hervorragenden Eigenschaften ist diese Technologie die optimale Lösung für die speziellen Herausforderungen bei der Flüssigkeitsanalyse in Branchen wie Chemie, Petrochemie, Pharma, Energieerzeugung, Lebensmittel/Getränke und Wasser/Abwasser – auch im Ex-Bereich Zone 0.

Was sind die besonderen Vorteile der Memosens-Technologie in den von Ihnen genannten Branchen?

Dr. Steinmüller: Für mich gibt es vier Eigenschaften, bei denen die Anwender von unserem Produktportfolio besonders profitieren, nämlich die störungssichere Kopplung, die vorkalibrierten Sensoren, die intelligente Diagnostik und schließlich die Mobilität, die in unsere Messtechnik eingezogen ist.

Das möchten wir genauer wissen!

Dr. Steinmüller: Das induktive Sensor-Stecksystem überträgt sowohl Energie als auch Daten kontaktlos zwischen den elektrochemischen Sensoren und den Analysengeräten. Durch die perfekte galvanische Trennung werden Störungen von vornherein unterbunden - auch bei schwierigsten Potentialverhältnissen. Auch eine Handhabung der Memosens-Sensoren unter widrigen Bedingungen ist unproblematisch – selbst wenn das System unter Wasser zusammengesteckt wird. Schmutz, Feuchtigkeit und Korrosion sind dadurch Probleme von gestern.

Durch die Verwendung vorkalibrierter Sensoren – um zum zweiten Punkt zu kommen – sorgt Memosens für höchste Verfügbarkeit und reduzierten Wartungsaufwand der Messstelle. Die präzise Sensor-Kalibrierung und Dokumentation erfolgt in unserem System mit MemoSuite unter reproduzierbaren Bedingungen im Labor. Vor Ort ist dann der sekundenschnelle Sensorwechsel selbst für nicht spezialisierte Mitarbeiter problemlos möglich.

Mit dem dritten von Ihnen genannten Punkt, der umfassenden Diagnostik, bringen Sie dann ja auch einen besonderen Beitrag zu dem im Rahmen von Industrie 4.0 immer wieder aufgeführten Asset Management.

Dr. Steinmüller: Genau! Unsere umfassenden Diagnose-Funktionen garantieren ein optimales Prozess-Management. Die Kontrolle der Sensor-Betriebsdauer, des Sensor-Verschleißes, der Reststandzeit, des SIP/CIP-Zählers, der Maximal-Temperatur, des adaptiven Kalibriertimers, der Kalibrier- und Justierdaten führt zu einer signifikanten Erhöhung der Verfügbarkeit.

Und wenn ich gleich zum vierten Punkt komme: Mit Portavo besitzen wir die weltweit ersten Portables für pH, Leitfähigkeit und Sauerstoff mit digitaler Memosens-Technologie für Messungen und Sensorkalibrierungen vor Ort. Ebenfalls ein absolutes Novum: Als weltweit einzige Portables mit Memosens-Technologie für die Flüssigkeitsanalyse zeichnen sich die Portavo 904 X-Modelle aus durch eine ATEX-Zulassung für die Zonen 0 für den Sensor und Zone 1 für das Gerät.

Auch wenn Sie die Memosens-Technologie mit standardisierten Katalogprodukten anbieten – die Applikation und das Wissen um die korrekte Anwendung in der Analysenmesstechnik erfordert immer ein spezifisches Know-How. Wie helfen Sie Ihren Kunden hierbei?

Dr. Steinmüller: Den Begriff „ standardisiertes Katalogprodukt“ höre ich nicht gerne. Das passt nicht zur Analysenmesstechnik, auch manchmal zum Leid unserer Fertigung. Knick leistet permanente Applikationsunterstützung aus unserem extrem breiten Armaturen-, Sensoren- und Geräteprogramm. Ganz neu ist unsere Memosens-Academy, die in diesen Tagen online geht und die unseren Kunden und allen Anwendern generell zur Verfügung steht. In ihr erfährt man beispielsweise, warum induktive digitale Datenübertragung die Messung von pH/Redox, Leitfähigkeit und O2 sicherer und flexibler macht oder wie man viele der bekannten Probleme in der Flüssigkeitsanalyse lösen kann. Aktuelle Applikationsbeispiele helfen dabei, neue Technologien moderner Flüssigkeitsanalyse vorteilhaft zu nutzen. Die Zahl der Anwendungsbeispiele wird permanent weiter ausgebaut; spätestens zur Achema 2018 wollen wir dann einen umfangreichen Pool an Applikationen haben.

Wie wird bei der derzeitigen rasanten Entwicklung in der Prozesstechnik die Zukunft von Memosens aussehen?

Dr. Steinmüller: Das Grundprinzip der Kontaktlosigkeit wird mit Sicherheit auch in Zukunft nicht angetastet. Auch der Sensor wird sich aus heutiger Sicht nicht physikalisch wesentlich verändern. Das Thema „Prädiktion“ bezüglich der Sensor-Lebensdauer wird an Bedeutung gewinnen. Bestimmt wird sich bei den Kommunikationsschnittstellen etwas tun – Ethernet IP, Profinet oder OPC UA fallen mir da als erstes ein, spannend wird sein, ob diese direkt am Sensor greifen oder erst 1 - 2 Architekturebenen darüber.

Memosens –  Sicherer Datentransfer, digital und kontaktlos

Für metallische Kontakte von Sensoren stellen Feuchtigkeit, Störpotenziale und andere widrige Umgebungsbedingungen häufig Probleme dar. Diese können zur Verringerung der Sensor-Lebensdauer führen und zur Beeinflussung von Messergebnissen. Um derartiges auszuschließen, sind Memosens-Sensoren mit einer induktiven Steckverbindung ausgestattet, die resistent ist gegen störende Einflüsse.

Der Messwert wird bereits im Sensor digitalisiert und kontaktlos zum Messumformer übertragen. Neben der bidirektionalen Signalübertragung wird der Sensor über die induktive Kopplung auch mit Energie versorgt. Die perfekte galvanische Trennung garantiert störungsfreie Messungen, auch unter schwierigsten Potenzialverhältnissen. Die Speicherung von Kalibrier-, Sensor- und Prozessdaten im Memosens-Sensor ermöglicht die präzise Steuerung von Prozessen.

Mehr über die Memosens-Technologie erfährt man in der Memosens-Academy von Knick