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Industrielle Automation 6/2015

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Industrielle Automation 6/2015

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Drahtlos verbunden Funkmesstechnik zur Überwachung und Dokumentation von Temperatur und Füllstand Christina Scheer Temperaturüberwachungen und Füllstandmessungen sind vor allem in Bereichen wie der Lebensmittelund Pharmaindustrie wichtig, um die Qualität der Produkte zu gewährleisten. Aufwendige Zonendurchführungen für Kabel sind dabei oftmals nicht realisierbar und bergen zudem Risiken für Mensch und Maschine. Mit drahtlosen Übertragungs-techniken müssen sich Anwender in zahlreichen Einsatzbereichen darüber keine Gedanken mehr machen. Dipl.-Ing. Christina Scheer, Branchenmanagerin Pharma & Food, Jumo GmbH & Co. KG, Fulda Auch wenn die ersten Anfänge der drahtlosen Datenübertragung bis in die 1940er Jahre zurückreichen, lässt sich erst seit rund 15 Jahren von einem WLAN-Boom sprechen. Das hat vor allem mit der steigenden Popularität des World Wide Web zu tun. Bereits im Jahr 2011 verfügten rund 70 % der Haushalte über einen drahtlosen Internetzugang. Einen zusätzlichen Schub erfuhr die Technologie im Zuge der immer stärkeren Verbreitung mobiler Endgeräte – 55 % aller Deutschen besitzen mittlerweile ein Smartphone. Auch im industriellen Bereich kommen verstärkt drahtlose Übertragungstechniken zum Einsatz. Denn die zunehmende Vernetzung sämtlicher Be reiche eines Unternehmens bringt einen wach - senden Kontrollbedarf mit sich. An immer mehr Stellen muss gemessen, ge regelt oder automatisiert werden. Bei dem Unternehmen Jumo aus Fulda lässt sich diese Entwicklung demonstrieren. 2007 brachte das Unternehmen die ersten Geräte zur drahtlosen Temperaturmessung auf den Markt. Das nächste Produkt war ein programmierbarer Kopfmessumformer mit Funkübertragung. Seit dem Jahr 2013 ist ein Gerät zur kabellosen Druckmessung erhältlich und 2014 kam ein Kombi-Messgerät für Temperatur, Feuchte und CO 2 -Gehalt auf den Markt. Messung der Lebensmittel- Kerntemperatur Die Anwendungsbereiche für drahtlose Druck- und Temperaturmessung in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie sind sehr vielfältig. Grundsätzlich können die Geräte überall dort Anwendung finden, wo die klassischen, kabelgebundenen Produkte ebenfalls zum Einsatz kommen. Besondere Vorteile bietet diese Technologie an schwer zugänglichen Orten, mobilen Systemen oder gar an bewegten oder rotierenden Komponenten. Der Jumo Wtrans T, die Einstichvariante der Wtrans-Serie, eignet sich besonders zur Ermittlung der Kerntemperatur von Lebensmitteln. So werden beispielsweise in der Fleischerei-Industrie kontinuierlich die Temperaturen der Koch- und Räucherkammer, aber auch die Kerntemperatur des Produktes erfasst. Handelt es sich nun um kontinuierliche Koch- und Räucherkammern, so ist ein Kabel in dieser Anwendung störend, denn kontinuierlich bedeutet, dass sich der Wagen mit dem Produkt auto matisch von der Kochkammer in die Räucherkammer bewegt. Bei der Verwendung von Temperaturfühlern mit Kabel kann es hier häufig zu Störungen oder Ausfällen kommen, wenn sich das Kabel verkantet oder sogar abreißt. Um eine gleichbleibend hohe Produktqualität und eine höchstmögliche Prozesssicherheit zu garantieren, bietet das Wtrans System hier neue Möglichkeiten. Drahtlose Füllstandermittlung in geschlossenen Tanks Auch in anderen Bereichen der Lebensmittelindustrie finden die Geräte Anwendung, so zum Beispiel bei der Herstellung von Babynahrung mittels Sprühtrocknung, die in hohen Sprühtürmen stattfindet. Es ist mit großem Aufwand verbunden, in diesen Türmen Temperaturfühler mit Kabel zu installieren. Idealerweise bietet sich die Messung der Temperatur hier mit dem Wtrans T-Ex an mit ATEX-Zulassung. Das Gerät kann direkt in einem explosionsgefährdeten Bereich betrieben werden, wie es in dem Sprühturm der Fall ist. Der zugehörige Empfänger wird außerhalb der eigentlichen Ex-Zone installiert. Die Funktechnologie erlaubt dem Anwender die grenzüberschreitende Übermittlung von Temperaturmesswerten aus dem Ex-Bereich heraus, ohne aufwendige Zonendurchführungen für Kabel zu realisieren. 18 INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2015

01 Das Widerstandsthermometer ermöglicht eine störsichere Messwertübertragung ohne Verdrahtungsaufwand PCTEL: WELTWEIT 1. WAHL, WENN ES UM DRAHTLOS- ANWENDUNGEN FÜR DIE INDUSTRIE GEHT Ein klassisches Anwendungsgebiet für die drahtlose Druckmessung mit dem Wtrans p ist die Messung des Füllstandes über den hydrostatischen Druck. Die Messung kann sowohl in belüfteten Tanks mit einem Gerät, aber auch in geschlossenen Tanks mit zwei Geräten über den Differenzdruck realisiert werden. Füllstände werden in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie in zahlreichen Anwendungen gemessen. Vorteile durch den Wtrans p ergeben sich vor allem, wenn es sich um Füllstandmessungen in geschlossenen Tanks handelt. Da bei der Differenzdruckmessung in geschlossenen Tanks ein Gerät am Boden und ein zweites im oberen Tankbereich (oberhalb des Flüssigkeitsstandes) installiert wird. Je nach Tankhöhe müssten viele Meter Kabel verlegt werden, die durch die Verwendung des Wtrans p eingespart werden können. Temperaturkontrolle in Kompostierungsanlagen Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes wurden in Deutschland 2011 etwa 14 Mio. Tonnen biogene Abfälle kompostiert oder in Biogasanlagen vergoren und anschließend auf Böden verwertet. Bundesweit gibt es hierfür über 1 000 Kompostierungsanlagen. Der korrekte Umgang solcher Bioabfälle ist hierzulande in der sogenannten Bioabfallverordnung festgelegt. Nach dieser müssen die vorgegebenen Temperaturen aller Chargen einer Kompostierung belegt werden. Ein Nachweis ist erforderlich, da durch die Temperatur im Material eine zuverlässige Abtötung gefährlicher Mikroorganismen erfolgt. Im Verlauf der Kompostierung muss eine Temperatur von über 55 °C über einen möglichst zusammenhängenden Zeitraum von zwei Wochen oder 65 °C über eine Woche auf das gesamte Mischgut vorliegen. Die Behandlungstemperatur muss in regelmäßigen Abständen gemessen und dokumentiert werden. Oftmals wird diese Temperaturkontrolle bei Betreibern von Kompostierungsanlagen manuell mit einem entsprechend hohen Personal- aufwand vorgenommen. Ein Betreiber in Lüneburg hat sich für das Automatisierungssystem Mtron T von Jumo und Wtrans B-Funktemperaturfühler entschieden. Der komplette Prozess wird somit vollautomatisch überwacht und manipulationssicher dokumentiert. Automatische Überwachung und Dokumentation Mit dem Anlegen der Miete (Haufwerk bei der Kompostierung) wird die Chargenaufzeichnung gestartet. Die 1 600 mm langen Temperaturfühler werden direkt zur Messung in die Miete gesteckt. Diese sind mit einem Wtrans-Funktemperatursystem ausgestattet, wobei sich der Sender im Fühlergriff befindet und durch ein wasserdichtes Gehäuse geschützt ist. Die benutzten Funkfrequenzen sind weitgehend unempfindlich gegenüber externen Störeinflüssen und erlauben eine Übertragung auch in rauen Umgebungen. Der Fühler enthält einen Platin-Chip- Widerstand als Messelement. Senderseitig ist ein Temperaturmessbereich von - 30 bis + 85 °C realisiert. Pro Empfänger können bis zu 16 Wtrans-Sender verwaltet werden. Der gesamte Prozess der Temperaturüberwachung und -dokumentation hat sich für die GFA Lüneburg mit der jetzt realisierten Lösung deutlich vereinfacht. Die Daten müssen nicht mehr aufwändig manuell erfasst werden, sondern werden automatisch für den Hygienenachweis dokumentiert und protokolliert. Darüber hinaus müssen keine einzelnen Datenlogger mehr verwendet werden. Als großer Vorteil hat sich der geringe Aufwand für die Programmierung und Installation vor Ort erwiesen. www.jumo.net 02 Der Druckmessumformer mit Funk-Mess wertübertragung bietet räumliche Mobilität an beweglichen, rotierenden, fahrenden und nicht fest montierten Anlagenkomponenten WLAN MIMO Dualband-Rundstrahlantenne für performancekritische Anwendungen Serie MPMI2458 n Frequenzbänder 2,4 und 5 GHz komplett n Installation sowohl im Gebäude als auch im Freien n Montage am Mast, an der Wand oder an der Decke n Kompatibel mit zahlreichen 802.11n Basisstationen n Unterstützt WLAN- und Daten- Offload-Anwendungen Mehr Infos über PCTELs MPMI2458-4-RPC MIMO Antenne auf www.antenna.com website www.antenna.com Halle 10 – Stand 322