Wenn Analysenmessgeräte über standardisierte Feldbusschnittstellen verfügen, lassen sie sich optimal in neue oder bestehende Host-Systeme einbinden. Damit ermöglichen sie der Leitstelle jederzeit den Zugriff auf aktuelle Messwerte, Gerätedaten und die Konfiguration.

Seit Neuestem bietet der Messgerätehersteller Knick die Analysenmessgeräte Stratos Pro und Stratos Evo mit zertifizierten Kommunikationsschnittstellen für Profibus PA, Profibus DP und Foundation Fieldbus an. Die Geräte zur Messung von pH, Redox-Potenzial Leitfähigkeit und Sauerstoff haben sich aufgrund ihres außergewöhnlichen Funktionsumfangs, der Kompatibilität zu unterschiedlichen Sensortechnologien und ihres modernen, intuitiven Bedienkonzepts in der chemischen Industrie, der Verfahrens- und Kraftwerkstechnik sowie in der Pharma- und Biotechnologie etabliert. Durch die Erweiterung um Profibus- und Foundation Fieldbus-Interfaces stehen sie für die drei wichtigsten in der Prozessindustrie eingesetzten Automatisierungsnetzwerke zur Verfügung. Durch die Memosens-Kompatibilität der Stratos-Busgeräte ergibt sich zudem die Möglichkeit, diese digitale Sensortechnologie einfach in die bestehenden Netzwerkstrukturen einzubinden.

Die großen Drei der Prozessindustrie: HART, FF, Profibus

Wie zuvor schon in der Fertigungsindustrie hat sich der Einsatz von Feldbussystemen auch in den Produktions- und Prozessstufen der Prozessautomation etabliert: Stark vertreten ist zwar nach wie vor das 4-20mA/HART-Protokoll, über das heute 50 % aller in diesem Industriesegment installierten, smarten Feldgeräte kommunizieren. Doch daneben haben sich im Rahmen wachsenden Datenaufkommens und höherer Ansprüche an die flexible Netzwerkauslegung die Feldbusse Foundation Fieldbus (FF) und Profibus als wichtigste Kommunikationssysteme in der Prozessindustrie durchgesetzt. Während FF in den USA entwickelt wurde und dort weit verbreitet ist, ist Profibus in der europäischen Prozessindustrie das führende Feldbussystem. Beide Systeme bieten wichtige Vorteile gegenüber HART, das kein Feldbussystem im eigentlichen Sinne ist, da es die Messwerte als analoge Normsignale überträgt, auf das Diagnose und Geräte-Funktionen aufmoduliert werden. Die digitale Datenübertragung mit FF oder Profibus erfolgt mit deutlich höheren Bandbreiten und eine erheblich größeren Zahl möglicher Netzwerkteilnehmer. Zudem lassen sich mit den Feldbussen dezentrale Regelungsnetzwerke realisieren sowie Zeitstempelung und ein Alarmhandling einrichten. Da FF und Profibus Geräte- und Diagnose-Informationen außerdem in jedem Zyklus an das Leitsystem übertragen, werden Fehlfunktionen, Geräteausfälle oder das Eintreten unvorhergesehener Änderungen im Prozess unmittelbar erkannt. Mit den Bus-Ausführungen ermöglicht Knick nun den Einsatz seiner Multiparameter-Analysenmessgeräte auch in diesen leistungsfähigen Systemen.

Benutzerfreundlich und robust

Zu den hervorstechenden äußeren Merkmalen der Stratos-Analysenmessgeräte zählt das Widescreen-Display mit einer farbgeleiteten Nutzerführung, die dem Bediener den jeweiligen Betriebszustand mit sechs verschiedenen Farbtönen signalisiert: Im normalen Messmodus ist das Display weiß hinterleuchtet, Anzeigen im Informationsmodus erscheinen grün. Außerdem sind Diagnosemenü, Wartungsbedarf und der Hold-Zustand an jeweils eigenen Farben ersichtlich. Der Alarmstatus zeigt sich in tiefem Rot und ein rotes Blinken des Displays weist auf unzulässige Eingaben oder falsche Passzahlen hin. Zusätzlich erleichtern umlaufender Klartext und prägnante, selbsterklärende Piktogramme die Übersicht. Displays aus 3 mm dickem Sicherheitsglas sowie extrem robuste, UV-beständige Kunststoffgehäuse mit Schutzart IP67 ermöglichen den Einsatz auch unter rauen Umgebungsbedingungen. Die Geräte sind zur Wand-, Mast- oder Schalttafelmontage geeignet und sind für marktübliche Asset-Management-Systeme der führenden Prozessleitsystemhersteller zertifiziert.

Paxisgerechtes Modellspektrum

Die neuen Stratos Pro-Modelle mit Busschnittstelle sind als eigensichere 2-Leiter-Modelle für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen der Ex-Zone 1 / Class 1 Division 1 (mit Sensor in Zone 0) und mit ATEX- und IEC Ex-Zulassungen erhältlich. Die Vier-Leitergeräte der Linie Stratos Evo gestatten durch eine integrierte HighPower-Sensor-Versorgung auch den Betrieb störungsunempfindlicher optischer Sauerstoffsensoren. Darüber hinaus bieten sie die Möglichkeit, externe 2-Leiter-Messumformer wie z. B. Druck- oder Durchflussmessumformer zu speisen. Die komplette Parametrierung der Analysenmessgeräte kann mit standardisierten Engineering Tools via Enhanced EDD oder DTM durchgeführt werden oder unmittelbar vor Ort erfolgen. Alle am Gerät vorgenommenen Einstellungen und ausgewählten Parameter sind auch direkt in der Leitstelle verfügbar. Zum Anschluss analoger Sensoren verfügen Stratos Pro und Stratos Evo jeweils über acht analoge, konfigurierbare Input Blocks.

Voller Bus-Zugriff

Die gewünschten Prozessvariablen lassen sich auch über den Bus auf den Geräten auswählen und bis zu acht Messgrößen zur Busübertragung festlegen. Ebenso können auch die über den zusätzlichen Eingang gemessenen Temperatur- oder Drucksignalsignale über den Bus zur Verfügung gestellt werden. Bei der Verwendung digitaler Sensortechnik versenden die Stratos-Geräte zusätzlich mit jedem Zyklus die digitalen Sensorinformationen wie Seriennummer, Sensor-TAG, CIP-/SIP-Zyklen, Verschleiß, Betriebszeit und Restlebensdauer. Die Busschnittstellen wurden von der Profibus Nutzerorgansiation und der Fieldbus Foundation gemäß des aktuellen Profibus PA Profils 3.02 bzw. der Foundations Fieldbus Version ITK 6.1.1 zertifiziert. Da die Schnittstellen zur Namur-Empfehlung NE 107 bezüglich der "Selbstüberwachung und Diagnose von Feldgeräten“ konform sind, wird auch der Gerätestatus über den Bus übertragen. Mit umfangreichen Kompatibilitäts- und Interoperabilitätstests hat Knick dafür Sorge getragen, dass sich die neuen Busvarianten reibungslos in ein breites Spektrum von Steuerungssystemen unterschiedlicher Fabrikate integrieren lassen: Neben Siemens zählen die Anbieter Emerson, Yokogawa, ABB, Honeywell und Schneider Electric dazu.

Vorteil Memosens

Mit allen Geräten der Stratos-Serie lässt sich auch die jeweils bevorzugte Sensortechnologie ohne zusätzlichen Aufwand implementieren. Von besonderem Interesse ist dabei die Anschlussmöglichkeit von Memosens-Sensoren. Die digitale Sensor-Technologie ermöglicht ein besonders sicheres und einfaches Handling von Sensoren auch unter erschwerten Umgebungsbedingungen. Bei Memosens-Sensoren dient eine integrierte Elektronik dem Speichern und Auswerten prozessnaher, sensorspezifischer Daten direkt im Sensorkopf. Die Übertragung von digitalisierten Messdaten und Speisespannungen erfolgt zwischen elektrochemischen Sensoren und Analysengeräten induktiv und somit kontaktlos. Dadurch sind typische Fehlerursachen der analogen Technik – Feuchtigkeit, Korrosion und Ablagerungen an den Kontakten – ausgeschlossen. Auch Probleme, die aufgrund ungeeigneter Kabel oder unzureichender galvanischer Trennung auftreten können, gehören beim induktiven System der Vergangenheit an. Dank der integrierten Elektronik lassen sich Memosens-Sensoren unter idealen Bedingungen im Labor vorkalibrieren. Vor Ort sind sie einfach und unkompliziert zu installieren. Eine patentierte Schnellverbindung mit Bajonettverschluss ermöglicht das einfache Öffnen und Schließen ohne Kabelverdrehung. Zudem gewährleistet die vollständige galvanische Trennung von Messgerät und Sensorelement auch bei schwierigsten Potenzialverhältnissen sichere Messungen. Memosens ist durchgängig Ex-zertifiziert, alle Komponenten sind untereinander kompatibel.

Software für das Asset-Management

Die PC-Software MemoSuite ermöglicht die komfortable Kalibrierung und Justierung der Sensoren sowie Verwaltung der Memosens-Sensordaten. Der Anschluss der Sensoren am PC erfolgt via USB mittels des Schnittstellenwandlers MemoLink. Dieser erlaubt im Gegensatz zu anderen Systemen auch die Verbindung von Sensoren, die im Ex-Bereich betrieben wurden und dort wieder eingesetzt werden sollen. MemoSuite zeigt die aktuellen Messwerte, die Sensordaten und die letzte Justierung. Es stellt eine Vielzahl bewährter Kalibrierverfahren aus der Praxis zur Verfügung. Mit bis zu 10 Sensoren kann gleichzeitig gearbeitet werden. Ein umfangreicher Pufferkatalog gibt Auskunft über verschiedene Puffersätze, die individuell zusammengestellt werden können. Die lückenlose Erfassung der Kalibrier- bzw. Justierdaten und das Protokollieren von Betriebszeiten, in Summe oder bei extremen Prozessbedingungen, ermöglicht eine Dokumentation entsprechend gesetzlicher Vorgaben wie zum Beispiel nach FDA 21 CFR Part 11. Die Ausgabe kann als Kalibrierprotokoll oder als Datensatzausgabe im MS-Excel-Format erfolgen. Die MemoSuite-Datenbank ermöglicht die vorausschauende Wartung als Instandhaltungsstrategie. Die Aufzeichnung der Sensordaten über die gesamte Lebensdauer unter-stützt zudem eine langfristige Planung. Wiederbeschaffungszyklen lassen sich klar definieren und Wartungsstrategien optimieren.

Maximale Flexibilität

Die Busgeräte der Stratos-Reihe bieten mit ihrer Unterstützung  unterschiedlicher Sensortechnologien und der Auslegung für die drei wichtigsten Übertragungsprotokolle größte Flexibilität bei der Einrichtung von Messstellen. Durch Verwendung der aktuellsten Feldbusprofile, Interoperabilität mit unterschiedlichen Steuerungsfabrikaten und der Möglichkeit zum Einsatz der digitalen Memosens-Technologie gewährleisten die Analysenmessgeräte von Knick eine zukunftssichere Investition.