Sparen Sie Kosten und reduzieren Sie Ausfallzeiten mit den neuesten Loopkalibrierungstechniken und digitalen Hot-Swap-Fühlern.

In der modernen Fertigung, Produktlagerung und Entwicklung stellt jede Unterbrechung von Messdaten, die für die Umweltkontrolle oder -überwachung verwendet werden, ein erhebliches Risiko dar und führt zu erheblichen direkten Kosten.

Wie können moderne Messgeräte Ihnen helfen, diese Risiken zu mindern und die Kosten zu senken?

Diese Risiken lassen sich durch geplante Wartung, Instandhaltung und, wenn es darauf ankommt, durch den Einsatz redundanter Instrumente mindern. Zu den kritischen Wartungsarbeiten gehören die regelmäßige Kalibrierung und der Austausch von Filtern. Redundanz kann durch die Verwendung zusätzlicher Messstellen, separater Überwachungsplattformen oder vollständig duplizierter Gebäudemanagementsysteme erreicht werden.

Die Kalibrierung ist zwar zur Verringerung dieser Risiken unerlässlich, verursacht aber erhebliche Kosten und führt in der Regel zu erheblichen Ausfallzeiten der Instrumente während der Kalibrierung. Dieser Blog befasst sich mit traditionellen und modernen Methoden zur Durchführung von Loopkalibrierungen im Feld, die in vielen der kritischsten Anwendungen erforderlich sind.

Problemstellung: Risiken im Zusammenhang mit Feuchtemessgeräten für die Steuerung und Überwachung

Die Messung und Regelung der Luftfeuchtigkeit wird aufgrund der komplexen Beziehung zwischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit oft als „Dark Art“ bezeichnet. In fast allen Szenarien ist eine zu hohe Luftfeuchtigkeit, die zu Kondensation oder Eisbildung führt, inakzeptabel und kann Produkte, Prozesse und Menschen stark beeinträchtigen.

Auch ohne Kondensation kann sich eine schlechte Feuchtigkeitskontrolle auf verschiedene Weise auf Produkte und Prozesse auswirken, z. B. durch das Verderben von Lebensmitteln, das Verklumpen von Pulvern, die Veränderung der Lebensfähigkeit und Haltbarkeit von Produkten, statische Entladungen an kritischen Bauteilen und die Verringerung des menschlichen Komforts.

Qualitativ hochwertige Feuchtemessungen sind unerlässlich, aber alle Feuchtemesstechnologien stehen vor verschiedenen Herausforderungen:

• Messgenauigkeit: Selbst die allerbesten industriellen Feuchtemessgeräte erreichen in der Regel bestenfalls eine Genauigkeit von 1 % rF.
• Schnelligkeit der Reaktion: Feuchtigkeitssensoren interagieren mit der Luft, wodurch sie langsamer reagieren als Sensoren für andere Parameter wie Druck.
• Drift der Messung: Alle Feuchtesensoren driften mit der Zeit, was ohne regelmäßige Neukalibrierung und Justierung zu weniger zuverlässigen Daten führt. Die Drift wird typischerweise in schwierigen oder verunreinigten Anwendungen verstärkt.
• Installationsort und Homogenität: Die Platzierung von Feuchtemessgeräten in einem Prozess oder Raum kann die Messwerte aufgrund des großen Einflusses der Temperatur auf die Feuchte erheblich beeinflussen.
• Beschädigung des Sensors: Feuchtesensoren sind relativ zerbrechlich und anfällig für Schäden durch Vibrationen oder Verunreinigungen.

Technische Einblicke: Loopkalibrierung

Die Kalibrierung bestätigt die Leistung eines Messgeräts. In modernen Betrieben ist es heute üblich oder sogar vorgeschrieben, dass komplette „System“-Loopkalibrierungen durchgeführt werden müssen.

Was ist eine Loopkalibrierung?

Eine vollständige Messschleife umfasst das Messgerät, die zugehörige Verkabelung, die Anzeigegeräte, die Eingangskarten des Steuersystems und die endgültigen Anzeigewerte auf der SPS oder dem Systembedienfeld.

Warum sind Loopkalibrierungen erforderlich?

Die Kalibrierung des gesamten Regelkreises ist von grundlegender Bedeutung, da sie die Genauigkeit des gesamten Messkreises überprüft und sicherstellt, dass die für Steuerungsentscheidungen oder die Überwachung verwendete Ausgabe die tatsächlichen Prozessbedingungen genau widerspiegelt. Dieser ganzheitliche Ansatz ist entscheidend für die Aufrechterhaltung von Betriebssicherheit, Qualität und Effizienz. Obwohl oft angenommen wird, dass nur das Messgerät nach der korrekten Inbetriebnahme kalibriert werden muss, können Faktoren wie Schäden an der Verkabelung, Drift der Eingangskarte und Abweichungen der SPS-Konfiguration die endgültigen Messwerte beeinflussen.

Zwei traditionelle Ansätze zur Durchführung von Loopkalibrierungen:

Das Gerät wird an Ort und Stelle kalibriert, so dass die Daten aus der SPS ausgelesen und mit einer Referenz verglichen werden können. Zum Beispiel könnte ein Feuchtemessumformer in einem tragbaren Kalibrierungsgenerator verwendet werden, um den SPS-Messwert mit der Generatorreferenz zu vergleichen.

Vorteile:
+ Vollständige Loop-Kalibrierung
+Gerät kalibriert wie installiert
Nachteile:
-Live-Daten werden während der Kalibrierung unterbrochen  
-Normalerweise kann jeweils nur ein Gerät kalibriert werden.
-Der Zugang zu den Instrumenten ist oft unpraktisch oder störend (z. B. AHUs, Reinräume, gefährliche Bereiche) 

Das Gerät wird zur separaten Kalibrierung ausgebaut, und die analogen Signale werden gemessen. In-situ-Analogsignale werden mit einem kalibrierten Feldkalibrierungsgerät, das in der Lage ist, Analogsignale genau zu erzeugen, in das System eingespeist.

Vorteile:
+ Vollständige Loop-Kalibrierung
+ Das Gerät kann offline kalibriert werden (oft mit einem höheren Standard)  
+ Reduzierte Ausfallzeiten
Nachteile:
-Gerät muss ausgebaut und ersetzt werden (wahrscheinlich durch ein Ersatzgerät)   
-Elektrische/mechanische Installation erforderlich  
-neues Instrument sollte in Betrieb genommen werden  
-Erweitertes Feldkalibrierungsgerät erforderlich  

Moderne Loopkalibrierung mit digitalem Fühler

Rotronic hat in den letzten 20 Jahren Pionierarbeit geleistet für eine dritte Methode mit digitalem Fühleraustausch und digitaler Loopkalibrierung. Bei dieser Methode bleibt das Gerät vollständig installiert, und die digitale Messsonde wird manuell entfernt. Kalibrierte digitale Messfühlersimulatoren werden angeschlossen und senden digitale Messwerte an den Messwertgeber, die in analoge Signale umgewandelt und an die endgültige SPS-Schnittstelle weitergeleitet werden. In der Regel werden drei verschiedene Simulatoren verwendet, um eine Dreipunktkalibrierung zu ermöglichen. Dieser Ansatz macht eine mechanische oder elektrische Installation überflüssig, da die Fühler von Hand ausgetauscht werden können. Sobald die Loopkalibrierung abgeschlossen ist, wird ein Ersatz- oder Reserve-Digitaltaster mit neuer Kalibrierung angeschlossen. Entfernte Fühler können in einem lokalen Kalibrierungslabor oder außerhalb des Standorts nach einem hohen Standard ex-situ kalibriert werden.

Vorteile:
+ Vollständige Loop-Kalibrierung
+Messumformer kalibriert wie installiert  
+Sehr geringe Prozessausfallzeiten
+Keine elektrischen oder mechanischen Änderungen
+ Kann von weniger technisch geschultem Personal durchgeführt werden
+Keine Messgeräte oder Feldkalibrierungsvorrichtungen am Messort erforderlich
+Entfernte Fühler können auf den besten Standard kalibriert werden (nicht durch Prozessstillstandszeiten bedingt)
Nachteile:
-Messumformer mit digitaler Fühlerschnittstelle erfordern eine höhere Anfangsinvestition

Schlussfolgerung: Die Vorteile von digitalen Fühlern und Simulatoren

Digitale Fühler ermöglichen den Austausch von Feldfühler ohne Beeinträchtigung der Konformität und Rückverfolgbarkeit. Entfernte Fühler können dann außerhalb von Produktions- oder Installationsbereichen kalibriert werden, in der Regel nach einem höheren Standard und mit weniger Zeitdruck. Der Hot-Swap-Prozess ist schnell und führt zu keinen oder nur sehr kurzen Unterbrechungen der Messwerte. Vor Ort geben digitale Fühlersimulatoren feste Werte in die Messumformer ein, was eine schnelle und effiziente Kalibrierung ermöglicht und die Ausfallzeiten erheblich reduziert. Für akkreditierte Anwendungen können die Simulatoren sogar mit einer akkreditierten Zertifizierung kalibriert werden.

Durch den Einsatz von digitalen Fühlern von Rotronic und den damit verbundenen aktualisierten Kalibrier- und Messtechniken können Unternehmen wie das Ihre die Zuverlässigkeit ihrer Prozesse erheblich verbessern, die Wartungskosten senken und die allgemeine betriebliche Effizienz steigern. Dieser Ansatz stellt sicher, dass die Feuchteregelung nicht länger eine „dunkle Kunst“ ist, sondern ein präziser und kontrollierbarer Prozess. Diese Vorteile gelten auch für unser Angebot an digitalen Temperatur-Differenzdruck- und CO2- Fühlern. Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um weitere Informationen zu erhalten.

White Paper
Holen Sie sich Ihr kostenloses White Paper Möchten Sie mehr erfahren? Laden Sie das Whitepaper "Humidity Instrument Wiring Setups and Calibration Techniques" herunter

Kontakt

Wenden Sie sich an PST, wenn Sie mehr über unsere Produkte erfahren möchten und wissen möchten, wie wir Sie bei der Messung von Feuchte unterstützen können.

Dazu passend: