Sensorik & Messtechnik Digitalisierung der Lotmessung

Die Information Füllstand allein reicht vielen Anlagenbauern und Betreibern nicht mehr aus. Elektromechanische Füllstandsensoren wie das Lot lieferten bis dato aber nicht viel mehr. Welche aktuellen Informationen braucht ein Anlagenbetreiber jedoch von einem Füllstandsensor? Natürlich auch ein passendes Füllstandsignal, eine Information über den Funktionszustand, eventuell noch Daten über den Lebenszyklus, über Wartungsintervalle oder anwendungsspezifische Parameter des Sensors wie die Begrenzung der Abfahrlänge des Fühlgewichtes oder verschiedene Volumenparameter. Bisher gab es diese Informationen bei elektromechanischen Füllstandsensoren entweder gar nicht oder nur gegen eine entsprechend hohe Investition bei der Projektierung und Anlagenauslegung. Seit Kurzem gibt es dieses Messprinzip mit einer entsprechenden Schnittstelle auf dem Markt, welches diese Informationen und weiteren wirtschaftlichen Nutzen liefert.

Lot mit Modbus-RTU-Schnittstelle

Elektromechanische Füllstandsensoren sind bekannt dafür, dass sie entweder 20 Jahre ohne Probleme funktionieren oder der Betreiber manchmal nicht glücklich damit wird. Das liegt dann oftmals daran, dass sie nicht richtig betrieben werden. Das heißt, dass Informationen über den Betriebszustand der Geräte dem Betreiber nicht zur Verfügung stehen.

Diese Sensoren bieten in der Regel ein analoges Füllstandsignal bei 4 ... 20 mA, je ein Signal, das Messdauer und Störungen erkennt, einen digitalen Eingang für den Messstart sowie Kontakte für eine Messunterbrechung während der Silobefüllung, falls der Sensor zum Beispiel nahe der Befüllleitung installiert wird. Alle Signale müssen für einen sicheren Betrieb verdrahtet und ausgewertet werden. Wird an dieser Stelle gespart, fehlen dem Betreiber wichtige Informationen über den Sensor. Die Folge sind fehlerhafte Materialverbrauchswerte und Materialdispositionen, Unkenntnis über den Funktionszustand der Messung oder beschädigte Sensoren durch falschen Betrieb.

Jetzt wurde das elektromechanische Lot mit einer Modbus-RTU-Schnittstelle (Remote Terminal Unit) ausgestattet. Dies macht den Betrieb dieser Sensorik transparent, da in der Kommunikation mit den Geräten im Modbusregister alle Betriebszustand- und Diagnoseparameter zur Verfügung stehen. Der Betreiber kann sich, sofern er die Schnittstelle entsprechend nutzt, neben der Füllstandabfrage jederzeit über den Betriebszustand der Lote informieren. Das bedeutet konkret, es werden ihm viele Informationen zur Verfügung gestellt: zum Beispiel über die Gültigkeit der Messung, welchen Status der Sensor hat, ob eine Störung anliegt, welche Lebenszyklen verbleiben oder wann ein Wartungsintervall ansteht. Auch der Zugriff auf die Schnellstartparameter bei der Inbetriebnahme ist möglich und vieles mehr. Bei Einsatz entsprechender Visualisierungssoftware können diese Informationen auch per Mail oder SMS geschickt werden oder aber auch am PC kommuniziert werden.

Verdrahten des Modbus

Ein weiterer Vorteil der Modbus-RTU-Schnittstelle ist die praktische Installation in der Anlage. So werden die elektromechanischen Lote in Multidrop-Verdrahtung mit der CPU (Central Processing Unit) oder dem übergeordneten Gateway verbunden. Dies schafft den Vorteil einer kostengünstigen und wirtschaftlichen Installation der Geräte. Auch für die Spannungsversorgung sind entsprechende Doppelklemmen vorgesehen, sodass maximal zwei Leitungen zum Verdrahten mit der Anlage nötig sind.

Außerdem kann ein installierter Grenzstandsensor direkt am Lot an die dafür eingeplanten Klemmen auf den Modbus verdrahtet werden. Das ist zum Beispiel bei vielen Lagersilos und Behältern der Fall. Somit ist für den Grenzschalter keine separate Verdrahtung von der Anwendung zum Gateway oder zur CPU notwendig. Das ist ein großer Vorteil bei der Projektierung und macht es einfach und günstig.

Für die Füllstandüberwachung, Diagnose und so weiter gibt es außerdem fertige, aber flexibel projektierbare Visualisierungssysteme, welche sich über die neue Schnittstelle der Lote alle notwendigen Informationen holt. Somit wird der Silobetreiber mit der neuen Schnittstelle nicht allein gelassen, sondern kann diese bis zu seinem Computer adaptieren und visualisieren.

Die Entwicklung geht weiter

Die Modbus-RTU-Schnittstelle macht das elektromechanische Messprinzip einfacher im täglichen Betrieb der Füllstand-überwachung und wirtschaftlicher bei der Anschaffung und Installation. Diese Weiterentwicklung ist aber noch nicht das Ende der Digitalisierung der Lotmessung. Im Hinblick auf die Integration der Feldgeräte in die digitale Welt wird es zukünftig auch bei diesen Sensoren keinen Entwicklungsstillstand geben. Nutzer der Entwicklung sind alle Anlagenplaner und -bauer sowie Anlagenbetreiber in unterschiedlichen Bereichen der Schüttgutanwendung mit weltweitem Einsatzgebiet auf der Suche nach sicheren, transparenten und wirtschaftlichen Messlösungen.