Endress+Hauser Memosens 2.0: Sensor-Digitalisierung 2.0

„Die Anbindung an unsere Cloud-Dienste bietet ein hohes Potential zur Optimierung des Wartungsprozesses, die breitere Datenbasis minimiert Unsicherheiten und erlaubt eine noch präzisere Kalibrierstrategie für hohe Prozesseffizienz.“ Dr. Martin Freudenberger, Produktmanager bei Endress+Hauser Liquid Analysis

Die zweite Memosens-Generation steht nun bereit und „bewahrt das große Erbe“. Was ist damit gemeint?

Martin Freudenberger: Der Hauptvorteil der ersten Memosens-Generation war die kontaktlose, feuchtigkeitsunempfindliche Steckverbindung und die Digitalisierung der Daten mit digitalem Transfer zum Messumformer. Daten wie z. B. die Einsatzdauer oder Umgebungseinflüsse werden also direkt im Sensorkopf gespeichert. So bieten sie die Möglichkeit, Kalibrierungen und Justagen im Labor durchzuführen oder den Sensor einfach im Feld auszutauschen. Diese Daten werden nun mit den Möglichkeiten des industriellen Internets der Dinge kombiniert: Im IIoT-Ökosystem Netilion können Sensordaten analysiert und interpretiert werden, um Informationen und Empfehlungen für Wartung und Instandhaltung sowie zur Prozessoptimierung zu erhalten.

Roswitha Schützner: Nicht nur die Sensoren waren von der Digitalisierung betroffen, auch die Messumformer haben sich im Laufe der Zeit verändert. Heute werden Memosens-Sensoren von Messumformern wie Liquiline CM42 in der Zweileitertechnik und Liquiline CM44x in der Vierleitertechnik betrieben, die echtes Plug-&-play ermöglichen. Neu in der Messumformerfamilie sind Kompakttransmitter wie Liquiline Compact CM82, die über Bluetooth und mobile Endgeräte einfach mit einer App bedient werden können.

Martin Freudenberger: Ein weiterer Schritt auf dem Weg der Digitalisierung ist die Memobase-Software. Sie ermöglicht Kalibrierungen und Justagen ohne zusätzlichen Messumformer im Labor per Laptop. Hier lassen sich dann die gesamte Lebensdauer eines Sensors auswerten und Schlussfolgerungen über notwendige Kalibrierzyklen und die Sensorlebensdauer vorhersagen.

„Die neue Sensorgeneration Memosens2 bietet genau die Datenbasis, die digitale Services benötigen, um Informationen mit echtem Mehrwert liefern zu können.“ DI (FH) Roswitha Schützner, Produktmanagerin Analyse bei Endress+Hauser Österreich

Wie wird die Erfolgsgeschichte mit Memosens 2.0 weitergeführt?

Roswitha Schützner: Einerseits durch die ständige Weiterentwicklung der Funktionalitäten im Messumformer. Mit der Einführung von Heartbeat Technology im Liquiline CM44x können Anwender den aktuellen Zustand eines Sensors leichter bewerten. Sie sehen auf einen Blick im Display: Sensor in Ordnung, Sensor neutral, es sind evtl. Wartungstätigkeiten durchzuführen oder der Sensor liefert keine zuverlässigen Messdaten mehr und muss ausgetauscht werden. Dazu nutzt Heartbeat Technology die im Memosens-Steckkopf vorhandenen Daten, z. B. bei pH Steilheit, Nullpunkt, Delta-Werte zur letzten Justage, Gesamtbetriebsdauer und Betrieb bei hohen und sehr hohen Temperaturen oder bei sehr hohen oder sehr niedrigen pH-Werten. Das Zusammenspiel aller dieser Daten wird als „Sensor Health“ leicht verständlich visualisiert.

Martin Freudenberger: Mit Memosens 2.0-Sensoren stehen deutlich mehr Daten zur Ermittlung der Sensor Health zur Verfügung, z. B. die Kalibrierhistorie der letzten acht Kalibrierungen oder Justagen. Dadurch lassen sich stressbedingte Veränderungen am Sensor viel leichter detektieren. Ein kundenadaptiver CIP-Zähler (Cleaning in Place) für alkalische und saure Reinigung, typischerweise in der Lebensmittel- & Getränkeindustrie im Einsatz, steht zur Verfügung; ebenso ein adaptiver Zähler für die in der Life-Sciences-Industrie typischen Sterilisationszyklen.

Neu ist auch die direkte Bewertung der Sensorbelastung. Hier gehen Zeit, pH-Wert, Temperatur und weitere Messdaten in die Bewertung ein. Ein pH-Sensor sieht bei 25° C und pH 7.00 viel weniger Stress als z. B. bei pH 1.00 und 60° C oder gar pH 12.00 und 90° C. Die so bestimmten Belastungswerte werden von einem vorher definierten Belastungsvorrat abgezogen und gehen direkt in die Berechnung von Sensor Health mit ein. Unterschiedliche pH-Sensoren bringen selbstverständlich unterschiedliche Belastungsvorräte mit.

In der Flüssigkeitsanalyse setzt Endress+Hauser mit Memosens 2 den nächsten Evolutionsschritt in Richtung Industrie 4.0.

Wie können Sie diese Daten verfügbar machen und in Ihrer Umgebung nutzen?

Roswitha Schützner: Die datengesteuerte Entscheidungsfindung bedeutet einen großen Schritt für alle Prozessindustrien und bringt die Prozesssteuerung hinsichtlich der Sicherheit und der Effizienz auf die nächste Stufe. Trotz des scheinbar unbegrenzten Potenzials der vernetzten Welt von heute ist sie für viele Anwender nicht nutzbar. Ein Großteil der Anlagen arbeitet immer noch analog, die Kommunikation von 4…20 mA bestimmt über 90 % des Marktes. HART wurde vor über 30 Jahren entwickelt und ist immer noch allgegenwärtig als Kommunikationsstandard für große Teile der installierten Basis.

Martin Freudenberger: Eine der großen Herausforderungen in der digitalen Transformation der Prozessindustrien ist es, die Daten in der Cloud verfügbar zu machen und die digitalen Lösungen zu skalieren: Wie bekomme ich die Daten aus der Feldebene in die Cloud, welchen Nutzen kann ich realisieren und wie übertrage ich ein erfolgreiches Pilotprojekt auf die gesamte Anlage? Die neue Generation der Memosens-Sensoren, die Möglichkeiten der Anbindung über sogenannte Edge Devices und die Netilion-Plattform bieten die perfekte Antwort auf diese Herausforderungen.

Memosens 2.0 Sensoren lassen sich einfach in das IIoT-Ökosystem Netilion integrieren und bieten eine zukunftssichere Basis für vorbeugende Wartung und erweiterte IIoT-Services.

Wie könnte die Digitalisierungs-Reise beginnen?

Martin Freudenberger: Bei welchem Messparameter sind die höchsten Wartungsaufwände und Sensortauschraten erforderlich? In der Prozessmesstechnik wird Ihnen sicher gleich die pH-Messung in den Sinn kommen. Die zahlreichen Diagnosefunktionen im Memosens-Sensor ermöglichen datenbasierte Entscheidungen und mit digitalen pH-Messstellen einen Ansatz, um pH-Kalibrierzyklen zu optimieren und somit die Produktion zu verbessern. Nehmen wir an, dass pH-Messgeräte nur mit dem Prozesswert bzw. über 4…20 mA angebunden sind. Wie könnten die Geräte angebunden werden, um datenbasierte Entscheidungen zu ermöglichen, welche die Wartungs- oder Kalibrierzyklen verlängern und die Produktion verbessern?

Roswitha Schützner: Endress+Hauser bietet eine technische Lösung, bei der ein Ex-Zone 1 Field Xpert SMT77 Tablet mit FieldCare SFE500, einem herstellerunabhängigen Asset-Management-Tool, integriert wird. Damit können Wartungstechniker Daten direkt im Feld von einzelnen pH-Sensoren sammeln. Wieder im Büro angekommen und mit einer Dockingstation verbunden, synchronisiert das Tablet seine Daten direkt mit der Endress+Hauser Cloud-Lösung Netilion. Ab diesem Punkt eröffnet sich eine Fülle von Möglichkeiten zur Datenanalyse und -interpretation.

Die Kombination aus dem Anwendungswissen des Anwenders und den Daten jedes einzelnen pH-Sensors macht es möglich, Abweichungen bei wichtigen Messstellen zu erkennen und Entscheidungen zu treffen, die die Wartungszyklen der Sensoren entsprechend der Anwendungsbedingungen optimieren. Das bedeutet im Normalfall eine Verlängerung der Wartungszyklen, kann aber bei sehr kritischen Messstellen auch zu einer Verkürzung der Zyklen führen, die jedoch in einer Verbesserung der Produktqualität oder Produktausbeute resultiert. Durch die Kombination mobiler Technologien, der richtigen Daten und von Anwendungswissen können Anwender datenbasierte Entscheidungen treffen, die ihre Prozesse verbessern.

Wie können Sensoren rund um die Uhr durchgängig beobachtet werden?

Martin Freudenberger: Sollten die Bedingungen für eine Datenerfassung im Feld zu gefährlich sein, können unsere Geräte mit einem WirelessHART- oder Bluetooth-Adapter ausgestattet werden. Für diese Anwendung bietet Endress+Hauser den FieldPort SWA50 an, der sich auch für die Übertragung von HART-Signalen im Ex-Bereich eignet. Diese permanente Anbindung an unsere Cloud-Dienste bietet weiteres Potential zur Optimierung des Wartungsprozesses. Die breitere Datenbasis minimiert Unsicherheiten und erlaubt eine noch präzisere Kalibrierstrategie für hohe Prozesseffizienz.

Welche digitalen Services können Anwendern in den Branchen Wasser/Abwasser Mehrwerte für ihre Anlagen liefern?

Roswitha Schützner: Wasser ist ein sehr wertvolles Gut. Die Wasserqualität kontinuierlich zu messen und zu überprüfen, ist eine essenzielle Aufgabe im Bereich des Umwelt-Monitoring. Netilion Smart Systems für Oberflächenwasser ermöglicht es in Kombination mit Memosens-Sensoren, die Qualität von Oberflächenwasser kontinuierlich über mobile Endgeräte zu überwachen, ohne ständig vor Ort sein zu müssen.

Memosens 2.0-Sensoren und digitale Services ergänzen sich also?

Roswitha Schützner: So ist es. Die neue Sensorgeneration bietet genau die Datenbasis, die digitale Services benötigen, um Informationen mit echtem Mehrwert liefern zu können.

Besten Dank für diese aufschlussreichen Informationen!

www.at.endress.com/memosens Stand 109