Digitale Druckmessgeräte Zukunftssicher in die Industrie 4.0

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Die intelligenten Funktionen der neu aufgelegten Druck- und Differenzdrucktransmitter Cerabar und Deltabar von Endress+Hauser ebnen den Weg in die Industrie 4.0 und bringen smarte Prozesssicherheit für Anlagenbetreiber.

Für den Ablauf und die Qualität chemischer Reaktionen spielt der Messparameter «Druck» neben der Temperatur und Konzentration eine entscheidende Rolle. Auch für die Sicherheit in der chemischen Prozessindustrie, der Öl- und Gas-Industrie sowie in Kraftwerken ist der anstehende Druck in Behältern und Rohrleitungen ein wichtiger Faktor. Die neuen Druckmesslinien Cerabar und Deltabar sind mit intelligenten Funktionen ausgestattet und in Sachen Sicherheit voll auf die Anforderungen in diesen Industrien ausgelegt. Mit einer grossen Auswahl an Sensoren, der bestmöglichen Messperformance sowie allen notwendigen Zertifikaten bewältigen die Messgeräte selbst schwierigste Druckapplikationen.

Die Keramik-Messzelle ist ein Beispiel für einen Drucksensor, der sich bereits seit Jahren bewährt hat. Die hochreine Keramik-Mess­zelle, die im Jahr 1987 in das Produktportfolio aufgenommen wurde, zeigt in Hochvakuum-Applikationen, bei aggressiven oder abrasiven Medien, bei kurzzeitigen Druckschlägen und durch die integrierte Membranbrucherkennung ihre volle Stärke.

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Mehr Industrie 4.0

Oberste Priorität in der chemischen Prozess­industrie, der Öl- und Gas-Industrie sowie in Kraftwerken haben die Prozess- und Anlagensicherheit. Das Potenzial von Industrie 4.0 kann erst dann voll ausgeschöpft werden, wenn die Sicherheit gewährleistet ist. Den Sensoren kommt dabei eine entscheidende Bedeutung zu. Sie müssen Prozessdaten zuverlässig erfassen, verknüpfen und an höhere Ebenen weiterleiten – das ist entscheidend für die Verbesserung und Effizienz der Prozessführung. Mit den optional bestellbaren Funktionen Bluetooth und Heartbeat Technology erfüllt die neue Generation Ce­rabar und Deltabar alle Schlüsselkriterien der Namur-Roadmap für digitale Prozesssensoren: Sie bietet Möglichkeiten zur kabellosen Kommunikation und Sensordiagnose und stellt Informationen über Sensor und Prozess bereit.

Bluetooth Wireless Technology: Produktiver durch digital optimierte Prozesse

Zur einfachen Bedienbarkeit der neuen Druckmesslinien Cerabar und Deltabar trägt die Bluetooth-Schnittstelle entscheidend bei. Das gilt sowohl für die Inbetriebnahme als auch für die Bedienung der Geräte.

• Kein Öffnen des Gerätes mehr nötig

• Auch schwer zugängliche Messstellen sind einfach bedien- und konfigurierbar

• Vor dem Einbau kann das Gerät einfach und schnell parametriert werden (z. B. vorab in der Werkstatt)

• Die Möglichkeit einer direkten Erzeugung von verschiedenen PDF-Reports

Die Bluetooth-Schnittstellen von En­dress+Hauser sind – anders als jene im privaten Bereich, wie etwa zwischen Smartphone und Fitness-Armband – mit einem speziellen Protokoll (PAKE) versehen. Dadurch kann die Bluetooth-Verbindung zwischen der SmartBlue-App und einem Drucktransmitter im Sinne der IT-Security nicht kompromittiert werden. Manipulationen bei der Verbindung zwischen App und Gerät lassen sich so ausschliessen. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte und Integrierte Sicherheit (AISEC) bewertet die Sicherheit der Drahtlosverbindung von Endress+Hauser entsprechend positiv: «Zusammenfassend leiten wir (…) folgende Bewertung für das Schutzniveau der Bluetooth-Infrastruktur ab: Protokoll Hoch, Algorithmen Hoch.»

Noch sicherer sind beispielsweise nur Personalausweise mit integrierter NFC-Schnittstelle.

Heartbeat Technology: Mehr smarte Prozesssicherheit

Das ideale Messgerät aus Sicht von Anlagenbetreibern überwacht sich komplett selbst. Mit Heartbeat Technology kommen die Messgeräte von Endress+Hauser diesem Idealzustand nahe. Denn sie nimmt Betreibern einen Grossteil des Aufwandes für die Überwachung ihrer Messgeräte ab. Dazu gehört in einem ersten Schritt die permanente Gerätediagnose mit Klartextmeldungen nach NE107. Auch umständliche Fehlersuchen an der Messstelle vor Ort gehören dank Heartbeat Technology der Vergangenheit an: Das überarbeitete Display schlägt im Fehlerfall von grün auf rot um und liefert einen Hinweis direkt in der Anlage.

Eine App-basierte Bediensequenz (Heartbeat Verification) führt den Anwender durch eine jederzeit verfügbare Geräteverifikation. Die Ergebnisse werden in einem Verifikationsprotokoll festgehalten. Und das alles bei laufendem Prozess – ohne Ausbau des Geräts. Darüber hinaus können die integrierten Heartbeat-Monitoring-Funktionalitäten in Zukunft beispielsweise durch statistische Auswertung von Sensordaten weitere Geräte- und Prozessinformationen generieren oder eine vorliegende Unterspannung kontinuierlich erkennen.

Bereit für den Einsatz in SIL2- und SIL3-Anwendungen

Die neuen Produktlinien sind wie ihre Vorgänger nach IEC 61508 entwickelt. Dadurch lassen sie sich direkt in SIL2- sowie in homogener Redundanz auch in SIL3-Applikationen einsetzen. Bei der Verwendung von Drucktransmittern in PLT-Sicherheitseinrichtungen ist es für Anlagenbetreiber entscheidend, systematische Fehler auszuschliessen und gleichzeitig den Zeitaufwand pro SIL-Messstelle zu minimieren. Mit den im Display integrierten optischen Bedientasten lassen sich die Drucktransmitter ohne Öffnen des Gehäusedeckels bedienen. Mögliche Korrosionsprobleme durch das Eindringen von Feuchtigkeit beim Öffnen und Schliessen des Gerätes sind damit ausgeschlossen. Die neuen digitalen Assistenten für die SIL-Verriegelung und die Wiederholungsprüfung nach SIL wirken systematischen Fehlern weiter entgegen. Sie führen Schritt für Schritt durch die Prüfprozedur – vergleichbar mit der Checkliste von Piloten vor dem Flugzeugstart. Am Ende einer Bediensequenz erhält der Anwender optional ein Prüfprotokoll im PDF-Format, beispielsweise über die neue Bluetooth-Schnittstelle und die En­dress+Hauser-SmartBlue-App.

IIoT-Ökosystem Netilion hebt Daten- potenziale für Industrie-4.0-Anwendungen

Prozesssensoren 4.0 eröffnen dem Anwender zahllose spannende Möglichkeiten, die gesammelten Sensordaten zu nutzen. Entscheidend für ihren Erfolg ist jedoch die Transparenz und Verfügbarkeit der Zusatzinformationen. «Solange die essenziellen Sensordaten im Drucktransmitter weiterschlummern, wird das Potenzial von Industrie 4.0 nicht ausgeschöpft», sagt Peter Dietrich, Abteilungsleiter Digitalisierung bei Endress+Hauser Deutschland. «Nach derzeitigem Stand bleiben 97 Prozent aller Sensordaten ungenutzt. Die Endress+Hauser-Cloudplattform Netilion hat es sich zur Aufgabe gemacht, die neu gewonnenen Potenziale voll auszunutzen», so Dietrich.

Die kostenlose Netilion-Scanner-App macht die manuelle Erfassung der installierten Basis spielend leicht. Über den QR-Code oder einen RFID-Chip lassen sich die wesentlichen Daten des Drucktransmitters einscannen. Zusätzliche Informationen wie die Lokalisierung der Messstelle werden einfach festgelegt.

Netilion Library sorgt jederzeit für die Dokumentation der erfassten Druck-Messgeräte. Die vormals umständliche Suche nach der passenden Dokumentation gehört damit der Vergangenheit an. Dadurch nehmen Wartung und Inbetriebnahme deutlich weniger Zeit in Anspruch. Auf der Endress+Hauser-­Datenplattform liegen inzwischen Datensätze zu über 40 Millionen installierten Geräten.

Netilion Analytics verknüpft die digitalen Zwillinge automatisch mit den Dokumenten der Messstelle. Das Dashboard mit allen erfassten Messstellen bietet einen kompletten Überblick über die Anlage. So erkennt der Anlagenbetreiber beispielsweise auf einen Blick, welche Druck-Messgeräte nicht mehr bestellbar sind.

Der Onlinedienst Netilion Health steht Anlagenbetreibern mit mehr als 25 000 Gerätediagnosen zur Seite. Er zeigt zu den einzelnen Statusmeldungen der Drucktransmitter den Diagnosecode nach NE107, die Ursache und Handlungsempfehlungen an. Für den Anlagenbetreiber heisst das: keine mühsame Fehlerinterpretation mehr! Stattdessen kann er nun jede Fehlermeldung einfach und zielgerichtet bearbeiten.

Fazit: Smarter Startschuss für Industrie 4.0

Mit den neuen Produktlinien Cerabar und Deltabar starten Anwender zukunftssicher in die Industrie 4.0. Bewährte und neu entwickelte Features sorgen für eine hohe Produktivität, Prozesssicherheit und Anlagenverfügbarkeit. Die Investition in digital optimierte Prozesse zahlt sich aus – in der Gegenwart und für die Zukunft.

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