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INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2020

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INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2020

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Ready for 5G + IoT Wie Pegelmessung smart und flexibel wird Die Messung von Wasserständen reicht lange zurück. Während früher die Daten vor Ort noch manuell ermittelt, aufgezeichnet und weitergeleitet wurden, haben sich mit den Jahren immer mehr automatische Systeme durchgesetzt. Durch die zunehmende Industrialisierung, den Ausbau des Gütertransports auf dem Wasserweg und der Besiedlung von Gebieten in potenziellen Überschwemmungsgebieten, kam der hydrologischen Datenerfassung immer mehr Bedeutung zu. Lesen Sie mehr. Heute sind häufig hydrostatische Sonden mit Datenlogger und Fernübertragungsmodulen im Einsatz – nicht nur bei der Überprüfung gewässerkundlicher Parameter; sondern auch in der Industrie. Bei den hydrostatischen Sonden unterscheidet man Systeme mit Absolut- und Relativdruckmessung. Während bei Absolutdrucksensoren immer ein separater Sensor benötigt wird, um den Barometrischen Luftdruck zu messen und diesen dann wieder rechnerisch vom Messwert der Füllstandsonde abzuziehen, wird bei der Relativdruckmessung dieser barometrische Luftdruck über eine Kapillare im Kabel in die Messzelle geführt. Viele Hersteller schützen diese Kapillare vor Kondenswasser indem sie Trockenmittel verwenden. Diese Trockenmittel haben aber den Nachteil, dass der Wartungsaufwand hoch ist, da dieses zyklisch getauscht werden muss. ACS-Control- System geht hier mit seinem neuen Pegelsystem bewusst einen anderen Weg: Durch eine spezielle Luftführung konnte bereits schon beim Vorgängersystem auf dieses Trockenmittel verzichtet werden. Sensor und Laufzeitmessung in einem System integriert Das Wichtigste sind und bleiben genaue und verlässliche Messwerte. Dies wird mittlerweile von vielen Herstellern durch Verwendung von hochwertigen zum Teil kapazitiven, keramischen Messzellen angestrebt. Allerdings ist man hier immer noch auf eine Messwertermittlung alleine angewiesen. Laut Pegelhandbuch des Bundes sind aber wichtige Pegel mit einer Redundanzmessung auszurüsten. Bei etwas weniger wichtigen Pegeln und Grundwassermessstellen wird zumindest eine zyklische Messwertüberprüfung z. B. per Lichtlot gefordert. Gemeinsam ist hier der Gedankenansatz, dass der „primäre“ Messwert durch ein anderes physikalisches Messsystem überprüft wird. In der Praxis wird dies häufig durch separat montierte Radar- oder Ultraschallmessungen realisiert. Da diese Sensoren dann aber meist räumlich entfernt z. B. an Brücken oder Auslegern montiert werden, kann es schnell zu Differenzen zwischen den Messwerten am Druck- und Redundanzsensor kommen. Hervorgerufen zum Beispiel durch Aufstauungen an der Brücke oder auch Windeinfluss auf den Ultraschallsensor. ACS-Control-System hat nun die Vorteile der automatischen Redundanzmessung aufgegriffen und gleichzeitig deren aktuellen Nachteile eliminiert. Dabei ist ein neuartiges Messsystem herausgekommen. Bei diesem System werden der hydrostatische Primärsensor und die Redundanzmessung in Form einer Laufzeitmessung zusammen in einer Messstelle integriert. Dabei wird in einem Pegelrohr ab 2"-Durchmesser ein Drucksensor wie üb - lich im Wasser eingetaucht und zudem ein schlanker Ultraschallsensor über den zu erwartendem Höchstwasserstand im gleichen Rohr positioniert. Bei der Messung stellt dann der Drucksensor den Primärwert bereit und nach einem einstellbaren Zyklus, z. B. einmal täglich, wird dann über den Ul traschallsensor ein Referenzwert erzeugt. Diese beiden Werte werden von der Auswertelektronik verglichen. Der Anwender kann im Vorfeld eine maximale Differenz der beiden Messwerte vorwählen, ab der dann eine Alarmierung erfolgt. Dies bietet ein Höchstmaß an Messwertsicherheit und hat den Vorteil, dass bei Ausfall eines Sensors mit dem Reservewert des zweiten Sensors weitergemessen werden kann. Ein weiterer Punkt: die Spannungsversorgung. Hier sollten lange Standzeiten der Batterien möglich sein. Datenplattform zum Verwalten aller Messstellen Bei den Geräten werden zukunftssichere Mobilfunkmodule verbaut, die alle Netze von 2G bis 4G und LTE bedienen können. Darüber hinaus besteht eine Vorrüstung für 5G-Netze. Bei der Datenübertragung wird 10 INDUSTRIELLE AUTOMATION 04/2020 www.industrielle-automation.net

SENSORIK UND MESSTECHNIK auf eine Embedded-SIM gesetzt, die unabhängig das stärkste Mobilfunknetz und den stärksten Provider vor Ort nutzt. Für den Anwender entstehen keine zusätzlichen Kosten. Der Datenverkehr ist entweder für mehrere Jahre bereits im Gerätepreis integriert, oder er kann zyklisch über Datenoder Wartungsverträge, separat berechnet werden. Die Datenübertragung erfolgt dabei nach den neuesten Sicherheitsstandards, z. B. Verschlüsselung der Daten und VPN- Tunnel. Darüber hinaus bietet ACS-Control-System mit dem ACS-Portal bietet ACS-Control- System eine Datenplattform zum Verwalten aller Messstellen und Daten. Da es sich hier um keine gewöhnliche Daten-Cloud handelt, konnte speziell auf die Belange und Bedürfnisse der Grundwasser und Pegelmesstechnik eingegangen werden. Über einen autorisierten Benutzerzugang bietet das ACS-Portal einen Zugriff auf die Daten und die Messstellenverwaltung - von jedem Ort der Welt ohne zusätzliche Softwareinstallation. Durch eine übersichtliche Struktur ist auf einen Blick der Status aller Messstellen erkennbar. Messstellen mit Alarmen oder anderen Auffälligkeiten werden sofort gekennzeichnet und können vom Bediener somit schnell lokalisiert werden. Über die Karten- bzw. Satellitenbildansicht von Google- Maps können die Positionen der Messstellen eingeblendet werden, deshalb sind z. B. bei der vorbeugenden Wartung bessere Routenplanungen möglich. Alarm-Management up-to-date Eine ganz wichtige Funktion, die zum Teil auch lebensrettend sein kann, ist das Alarmmanagement. Hat sich in bisherigen Systemen die Alarmierung meist auf SMS-Nachrichten beschränkt, geht ACS-Control-System auch hier modernere Wege. Zwar bleibt die klassische SMS bestehen, wird aber ergänzt durch die Möglichkeit Alarme durch eine Push-Nachricht direkt in die ACS-App des Smartphone zu übertragen. Weiterhin bietet sich die Möglichkeit einer WhatsApp oder Email- Benachrichtigung an. Durch die Einteilung der Alarme in Eskalationsstufen ist es möglich, verschiedene Szenarien der Alarmierung ablaufen zu lassen. Bilder: Aufmacher Irina Soloshenko – stock.adobe.com + ACS, sonstige ACS www.acs-controlsystem.de An die Multifunktionseingänge lassen sich Standardsensoren mit Analogsignal und digitale Sensoren anschließen Universell – für Ihre Anwendung. Embedded Cortex®-A15 Modul basierend auf dem AM57xx für Echtzeitanwendungen. • Grafik mit HD-Support • High-Speed-Kommunikation via Gbit-Ethernet und USB 3.0 • Zwei integrierte Cortex®-M4 Co-Prozessoren • Feldbusanwendungen via integrierter PRUs (Programmable Real-Time Unit) TQMa57xx Erfahren Sie mehr tq-group.com/tqma57xx

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