Fachbeitrag Drahtlose Ventilüberwachung

Würde man die Entscheidung zur Automatisierung dem Prozessingenieur überlassen, würden alle Ventile automatisiert werden. Eine finanzielle Analyse in der Projektierungsphase ergibt jedoch sehr oft, dass die eingeplanten Automatisierungskosten überschritten werden. Dem Anlagenplaner bleibt dann nur die Ausweichmöglichkeit auf eine sogenannte offene Regelung (automatisierte Ventile ohne Rückmeldung bzw. komplett handbetätigte Armaturen) um eine signifikante Kostensenkung zu erreichen. Menschen sind aber der wichtigste Wirtschaftsfaktor eines Unternehmens und von den Folgen einer offenen Regelung betroffen. Besonders ältere Anlagen, die im Wettbewerb zu neueren Anlagen stehen, erhöhen das Unfallrisiko sowie die Störanfälligkeit. WirelessHart ist in der Lage, nicht nur durch deutliche Einsparpotentiale gegenüber verkabelten Ausführungen den Automatisierungsgrad zu erhöhen, sondern auch die Betriebssicherheit zu verbessern.

Verkabelte Automatisierung verursacht hohe Kosten

Nach heutigem technischem Stand wird die gesamte Automatisierung und Steuerung durch eine aufwändige Verkabelung durchgeführt. Dies bedeutet erhebliche Kosten in den Bereichen: Planung, Konstruktion sowie Zeitaufwand und Materialkosten in Form von I/O-Karten, Kabelpritschen, Kabeln und Schaltschränken. Durch die fortgeschrittene WirelessHart-Technologie ist man nicht nur in der Lage, eine permanente Positionsüberwachung zu realisieren, sonder auch eine aktive Ansteuerung eines Ventils vorzunehmen. Dies geschieht durch eine interne Stromversorgung sowie einer externen Zuluftversorgung. Eine externe Stromversorgung wird nicht mehr benötigt. Dies versetzt den Anwender in die Lage, die aufgeführten Kostenpunkte einzusparen und somit mehr Armaturen auf/zu automatisieren zu können. Ein kabellos automatisiertes Auf/Zu-Ventil ist daher ein idealer Ersatz für eine Armatur, die bisher durch das Personal manuell bedient wurde. Ein typisches Merkmal der neuen WirelessHart-Geräte für die Ventilautomatisierung ist die Verbindung der Magnetventilfunktionalität, Endschalterrückmeldung und internen Stromversorgung zu einem integrierten Paket. Diese Technologie erlaubt es, dass sich ein kabellos automatisiertes Auf/Zu-Ventil durch ein ausgelöstes Signal vom Leitsystem in die Endlage bewegt und seine Positionsänderung über einen berührungslosen Positionsabgriff als Bestätigung an das Leitsystem zurück sendet. Sollte sich das Ventil auf Grund eines Fehlers nicht in Bewegung setzen oder die Endlage nicht erreichen, so erhält das Bedienpersonal eine Alarmmeldung und kann das Ventil durch eine Diagnose-Funktionen näher untersuchen. Der Stromversorgungszustand kann zu jeder Zeit am Gerät oder im Leitsystem angezeigt werden. Die Lebenszeit der internen Stromversorgung (Batterie) beläuft sich auf bis zu zehn Jahre, je nach Abtastrate. Der einfache Aufbau der WirelessHart-Geräte ermöglicht den Anbau an die unterschiedlichsten Armaturen, vom Regelventil über die Auf/Zu-Schwenkarmatur bis zum Handventil. Mit Hilfe von Frequenzsprung-Technologien und redundanten Wegen für die Informationsübertragung erreicht das Netzwerk eine Datenzuverlässigkeit von mehr als 99 Prozent. Anti-Jamming-Technologie mit 128-bit-AES-Verschlüsselung, turnusmäßiger Wechsel des Schlüssels, Authentifikation und Verifizierung gewährleisten den Schutz der Daten, sodass man sich auch in diesem Punkt keine Sorgen machen muss. Kabellos bedeutet für den Anwender auch, dass das drahtlose Netzwerk auf jede beliebige Kabel-Infrastruktur aufgesetzt werden kann. Bei den üblichen Anwendungen besitzt ein batteriegespeistes Ventil die gleiche Lebensdauer hinsichtlich Schaltspielen und Jahren wie eine kabelgebundene Lösung.

WirelessHart für die Automatisierung im Linear- oder Rotationsbereich

WirelessHart kann die Prozesseffizienz durch Überwachung und Auf/Zu-Automatisierung deutlich steigern und übliche Kosten und konstruktive Grenzen minimieren. Ein Höchstmaß an Flexibilität bietet dem Anwender auch neue Möglichkeiten hinsichtlich Prozesssicherheit. Teure Irrtümer werden reduziert, die Sicherheit des Personals verbessert sowie die Produktivität erhöht. Zudem ist WirelessHart durch die IEC-62591 ein weltweit geprüfter Standard, dessen Technologie durch das Schließen offener Auf/Zu-Regelkreise seinen Nutzen bewiesen hat und dies auch in der Zukunft weiterhin tun wird. Es lohnt sich also, zukünftig den Einsatz kabelloser Geräte zum Schließen von Regelkreisen in Betracht zu ziehen. Die WirelessHart-Steuerungs- und Positionsüberwachungs-technologie spricht also jede Zielgruppe an, die innerhalb technischer Grenzen im Linear- oder Rotationsbereich eine Positionsüberwachung oder Ansteuerung auf/zu inklusive Positionsüberwachung benötigt.