(Bild: Jumo)
Das Sensor-Bus-System Digiline macht die smarte Flüssigkeitsanalyse möglich. Jumo
Bei allen Prozessschritten der Schwimmbadwasseraufbereitung, angefangen von der Flockung über die Filtration und Desinfektion bis zur pH-Regulierung, müssen Chlorgehalt, Trübung, Temperatur, Durchfluss oder Füllstand genau kontrolliert werden. Bislang waren Verkabelung und Inbetriebnahme relativ aufwendig: Denn von jedem Sensor muss häufig ein Koaxialkabel mit spezieller Isolierung zu einem digitalen Messumformer geführt werden. Dieser dient in der Regel entweder als Anzeige- und Regelgerät für Chemiedosierungen oder er wandelt das Sensorsignal in ein industrielles Normsignal und leitet es auf weiterführende Geräte wie Schreiber oder Leitwarten/SPS. Zusätzlich kalibrieren die Messumformer regelmäßig die Messelektroden im Feld.
Auf dem Weg zur Industrie 4.0 müssen auch diese klassischen Flüssigkeitsmessungen auf den Prüfstand. Die Digitalisierung und Parameterspeicherung von Sensordaten in einem mehrere Meter entfernten Messumformer lässt sich verbessern. Bringt man einen Teil der Digitalisierungselektronik näher an den Sensor, ist wieder ein Teilstück des Datennetzes bis zum Sensor/Aktor digitalisiert. In den vergangenen Jahren ist die Industrie deshalb dazu übergegangen, die Sensorsignale nicht erst in einem Mess- oder Regelgerät zu digitalisieren, sondern so nah wie möglich am Sensorelement. Signalveränderungen oder Störungen auf dem Weg vom Sensor zum nachgeschalteten Messgerät können somit reduziert oder komplett verhindert werden. Durch das Integrieren von Mikroprozessoren in den Sensor wandelten sich die analogen Messaufnehmer zu sogenannten smarten Sensoren, die ihre wichtigsten Kenndaten immer bei sich tragen. Dabei ist es nicht sinnvoll, das Verschleißteil – die eigentliche pH- oder Redox-Elektrode – mit Elektronik ‚vollzustopfen‘. Verliert der Sensor nach Wochen oder Monaten seine Genauigkeit oder geht er bereits vorher zu Bruch, ist die wertvolle Messumformer-Elektronik ebenfalls verloren.
Elektrode mit wiederverwendbarem Elektronikaufsatz
Der Mess- und Regeltechnikhersteller Jumo hat deshalb ein System entwickelt, das eine herkömmliche Elektrode mit einem kleinen, abnehmbaren und wiederverwendbaren Elektronikaufsatz ergänzt, der sich am ‚Kopf‘ der Elektrode befindet. Derzeit eignet sich das System ‚Digiline‘ für die pH- und Redox-Messung. Darüber hinaus lassen sich weitere Produkte zur Trübungs- und Sauerstoffmessung anbinden. In Kürze folgen Lösungen für die Messgrößen freies Chlor, Gesamtchlor, Ozon und weitere Desinfektionsgrößen.
Auch intelligente Sensornetzwerke lassen sich mithilfe des Systems aufbauen. Unterschiedliche Sensoren werden dazu in verschiedenen Bus-Topologien (zum Beispiel Linie oder Stern) miteinander verbunden. Nur noch eine digitale Signalleitung führt zu einer zentralen Auswerteeinheit oder Steuerung. Anlagen, in denen mehrere Parameter gleichzeitig an verschiedenen Stellen gemessen werden müssen – wie etwa in Schwimmbädern – lassen sich so effizienter und schneller verkabeln. Durch das Sensorsystem wird der einzelne Sensor busfähig: Bis zu sechs Sensoren können an eine Schnittstelle auf einmal sternförmig oder seriell zusammengeschaltet werden. Die Sensoren werden von der Steuerung automatisch erkannt und loggen sich in nachgeschaltete Elektroniken ein. Fällt am Bus ein Sensor aus, funktionieren die restlichen auch weiterhin.
Das skalierbare Mess-, Regel- und Automatisierungssystem MTron T von Jumo. Jumo
Für die Integration in Altanlagen gibt es die Digiline-Sensoren mit einem Ausgangssignal von 4 bis 20 mA. Außerdem können sie direkt in das Automatisierungssystem MTronT eingebunden werden. Bis zu 62 (31 je Schnittstelle) Sensoren lassen sich dann anschließen. Das Automatisierungssystem beinhaltet eine Software-SPS. Neben der Schwimmbadtechnik können so auch komplexere Anlagen und Verfahrensabläufe der Wasser-, Prozesswasser- und Abwassertechnik realisiert werden.
Neu ist auch die zum System gehörende DSM-Software (Digital Sensor Management). Parametrierung und Kalibrierung der pH- oder Redox-Sonde erfolgen über PC oder Laptop, einen USB-Schnittstellenwandler und der Digiline-Software. Sowohl die Kalibrierdaten als auch die Bewertung des Sensorzustandes sind zur Dokumentation über den gesamten Lebenszyklus direkt im Sensor gespeichert. Vorkalibrierte Sensoren können per Plug-and-Play installiert werden.
Hannover Messe 2016 – Halle 11, Stand C28
Matthias Kremer
(mns)
