Der richtige Sensor an der richtigen Stelle

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1 Der richtige Sensor an der richtigen Stelle Automatisierungslösungen aus der Praxis Dr.-Ing. M. Grepmeier, Awite Bioenergie GmbH, Langenbach- Niederhummel; Kurzfassung Nachfolgend wird versucht einen Überblick über die wichtigsten Messstellen und Sensoren zum Betrieb einer Biogasanlage zu geben. Zum einen ist es wichtig über die eingesetzte Messtechnik einen Einblick in die Stabilität des biologischen Prozesses zu bekommen, zum anderen ist es unabdingbar gewisse Parameter zu überwachen, um einen sicheren und automatischen Betrieb der Anlage zu gewährleisten. Die Funktion und Aussagekraft und auch Lebensdauer der eingesetzten Sensoren ist stark davon abhängig, dass im Vorfeld Messaufgabe, Messbereiche, Einsatzort, Lage, Medium, Temperaturen und weitere Randparameter bekannt sind und auch eingehalten werden. Nur so kann die richtige Entscheidung für das passende Messverfahren getroffen werden. Zu guter letzt müssen alle Sensoren und Messwerte in einer modernen Automatisierungslösung verarbeitet werden, um auch nachhaltig genutzt, ausgewertet und archiviert zu werden. Abstract (optional) Text in engl. (Standard) 1. Sensortypen und Einbausituation Die nachfolgende Betrachtung der Messtechnik beschränkt sich auf folgende wichtige Parameter, die unverzichtbar für den Betrieb von Biogasanlagen sind: - Gaszusammensetzung - Temperatur - Füllstand/Grenzstand - Gasdruck - Durchfluss - Gewicht Um eine erfolgreiche Messung zu gewährleisten, ist die Auswahl der Sensoren, der korrekte Einbau und die Wahl der Übertragung zum Prozessleitsystem essenziell. Fehler bei der Projektierung können zu ungenauen oder unbrauchbaren Messwerten führen und Ausfälle der Messungen verursachen. Im Folgenden wird auf diese Aspekte eingegangen im Bezug auf die oben genannten Messgrößen. 1.1 Allgemeine Auswahl des Übertragungsmediums Um ein Signal vom Sensor zum zentralen Prozessleitsystem zu übertragen besteht die Möglichkeit der analogen (z.b mA) oder digitalen (z.b. Profibus) Übertragung. In der Praxis ist hier ein Kompromiss zwischen Preis und Genauigkeit zu finden. So ist bei der digitalen Übertragung kein Verlust auf dem Übertragungsweg vorhanden, jedoch sind busfähige, also digitale Sensoren erheblich teurer. Im Falle der analogen Übertragung ist wiederum darauf zu achten, dass der Leitungswiderstand, welcher proportional mit der Leitungslänge zunimmt, keine zu großen Ungenauigkeiten einfließen lässt und das Signal unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen ist. Erfahrungsgemäß ist in den meisten Fällen

2 ein Sensor mit einem 4..20mA (Stromsignal) Messumformer der beste Kompromiss, da im Gegensatz zur 2..10V (Spannungssignal) Übertragung diese beiden Störkriterien keine so große Rolle spielen. Bei räumlich großen Anlagen ist ein dezentraler Aufbau der Steuerungseinheiten und Vernetzung dieser Über Busanbindungen (Profibus, Ethernet) auf jeden Fall zu empfehlen. Zudem empfiehlt es sich komplexere Systeme (z.b. Gasanalyse) die zahlreiche Messwerte und Meldungen liefern über eine Busanbindung in das Automatisierungssystem zu integrieren. 1.2 Gaszusammensetzung Biogas besteht aus den Hauptkomponenten Methan und Kohlendioxid und enthält in geringeren Konzentrationen Wasserdampf, Stickstoff, Sauerstoff, Schwefelwasserstoff und Wasserstoff. Daneben sind noch Spuren weiterer Komponenten, wie Ammoniak, Alkohole, Ketone, Aldehyde, Terpene, Silane und andere nachweisbar. Da die Gaszusammensetzung vor allem vom eingesetzten Substrat und vom Gleichgewicht der biochemischen Prozesse abhängt, ist der zeitliche Verlauf der Gaszusammensetzung ein ebenso wichtiger Parameter wie der absolute Wert selbst. Ein zu niedriger Methangehalt macht Probleme bei der Gasverwertung und wird verursacht durch eine erhöhte Kohlendioxidbildung und/oder verringerte Methanbildung. Gemessen wird der Methangehalt im Gas aus dem Fermenter, bei der Gasreinigung, Gasaufbereitung und Gasverwertung. Die Messung des Methangehaltes im ungereinigten Biogas wird heutzutage fast ausschließlich mittels Infrarot-Sensoren durchgeführt, während lediglich zur Abrechnung bei der Gaseinspeisung aus rechtlichen Gründen Gaschromatographen eingesetzt werden. Der Kohlendioxidgehalt wird seltener gemessen, weil er umgekehrt proportional zum Methangehalt ist und lediglich eine gewisse Redundanz darstellt. Er wird ebenfalls mittels Infrarotabsorption gemessen. Der Sauerstoffgehalt resultiert aus der Luftzufuhr für die biologische Entschwefelung. Genutzt werden kann der Sauerstoffgehalt zum einen als Regelgröße für interne und externe Entschwefelungsverfahren, zum anderen als Grenzwertüberwachung für nachfolgende Verfahren (Gasaufbereitungsverfahren oder Satelliten BHKW). Hier werden elektrochemische und paramagnetische Sensoren eingesetzt. Der Schwefelwasserstoffgehalt ist wichtig für die Gasverwertung. Er wird mittels elektrochemischer Sensoren bestimmt. Ein hoher Wasserstoffgehalt deutet auf ein Ungleichgewicht zwischen Versäuerung und Methanbildung hin. Er wird mittels elektrochemischer Sensoren bestimmt. Der Stickstoffgehalt wird in der Regel nicht gemessen. Der Wasserdampfgehalt bzw. die Gasfeuchte wird manchmal gemessen, wenn der Taupunkt des Gases nicht auf andere Weise (z.b. Auskondensierung bei vorgegebener Temperatur) bestimmt werden kann. Hier werden kapazitive Sensoren oder Taupunktspiegel eingesetzt. Die Messung des Wassergehaltes wird notwendig z.b. beim Biogasverkauf oder der Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz, d.h. bei Bestimmung von Normkubikmetern oder Qualitätsgrenzen. Es empfiehlt sich, die Gaszusammensetzung in jedem Fermenter (biologischer Aspekt) und beim Ausgang

3 der Entschwefelung sowie vor dem BHKW zu bestimmen (Qualität) Aus Gründen der Wartungsmöglichkeit, Verschmutzungsunempfindlichkeit und der Investitionskosten vor allem bei mehreren Messstellen werden in der Praxis Kombigeräte mit mehreren Sensoren und mehreren Messstellen eingesetzt. In der Praxis reicht in den Fermentern eine Messung pro Stunde aus. Zur Regelung externer Verfahren oder bei Gasaufbereitungsanlagen werden auch kontinuierliche Systeme notwendig. 1.3 Temperatur Im Fermenter muss die Temperatur im optimalen Bereich für die Mikroorganismen gehalten werden und darf nur langsam verändert werden, damit sich die Organismen entsprechend adaptieren können. Die Temperatur wird auch benötigt für Kühl- und Heizprozesse (Gaskühlung, Hygienisierung), zur Temperaturüberwachung (z.b. von Pumpen) und zur Kompensation von Durchflussmessungen (teils Sensorintern). Widerstandsthermometer (vor allem Pt100) und Thermoelemente werden hier überwiegend eingesetzt. Um eine ausreichende Genauigkeit zu gewährleisten ist ein Widerstandsthermometer der Klasse A mit einem geeigneten Messumformer empfehlenswert. Dieses System löst den Messwert auf 0,2K genau auf. Beim Einbau ist darauf zu achten, dass eine repräsentative Stelle bezüglich der Temperaturverteilung ausgewählt wird. Ist der Sensor z.b. in der Nähe einer Heizschlange eingebaut und ragt nicht weit genug in den Behälter, wird bei aktiver Heizung immer eine zu hohe Temperatur gemessen. Es empfiehlt sich daher bei temperaturkritischen Behältern, wie zum Beispiel dem Fermenter, mindestens zwei Messungen zu realisieren, da die Wärmeverteilung dadurch besser erfasst werden kann. Da die Temperaturmessung sich angesichts des finanziellen Aufwands im unteren Segment bewegt ist gegen eine zweite oder sogar eine dritte Messstelle wenig einzuwenden. Zudem ist bei der Auswahl der Sensoren und beim Einbau auf mechanische Stabilität zu achten. 1.4 Füllstand/Grenzstand Die Messung des Füllstandes von Fermentern und Gasspeichern ist für viele automatische Prozesse unabdingbar. Häufige Messprinzipien für die Füllstandmessung sind - Hydrostatische Messung - Ultraschall - Radar Die hydrostatische Messung basiert darauf, dass die Höhe einer Flüssigkeitssäule bei konstanter Dichte des Mediums proportional zum Druck ist. In der Praxis sind Dichteschwankungen im Verhältnis zur Anforderung an die Messgenauigkeit akzeptabel. Eine Grenzstandüberwachung ist jedoch mit hydrostatischen Sensoren nicht zu empfehlen, da z.b. Schaumbildung nicht erkannt wird (-> Grenzstandüberwachung). Bei der Auswahl des Sensors sollte der Messbereich mit der Behälterhöhe abgeglichen werden und auf mögliche Einflüsse durch das Medium (H2-Diffusion) oder Umgebungsbedingungen (Einbau im Freien, getrennte Messzellen) geachtet werden. Der Drucksensor wird mittels eines Stutzens im unteren Bereich des Behälters eingebaut. Aufgrund der Konsistenz des flüssigen Mediums sollte der Durchmesser des Stutzens und der Messmembran so gewählt werden, dass es hier durch feste Bestandteile nicht zur Verstopfung des Stutzens kommt. In der Praxis hat sich ein Durchmesser von 1½ bewährt. Der Stutzen sollten dennoch möglichst kurz gewählt und

4 wärmetechnisch isoliert werden, um das Einfrieren im Winter zu verhindern (bei Einbaulage im Freien). Sofern es gewährleistet ist, dass der Sensor permanent unter Flüssigkeit steht, ist ein Sensor mit ATEX- Zulassung nicht zwingend notwendig. Dies macht die hydrostatische Füllstandmessung preislich ebenfalls attraktiv. Auch bei der Messung des Gasfüllstandes in Folienspeichern hat sich die hydrostatische Druckmessung als sehr empfehlenswert erwiesen (z.b. Schlauchwaage). Der Einsatz an mechanischen Seilzügen wird dadurch minimiert. Zu beachten ist jedoch, dass die Folienspeicher ungleichmäßige Bewegungen durchführen, was evtl. mehrere Schläuche notwendig macht. Die Ultraschallmessung als berührungslose Messung basiert auf dem Prinzip der Laufzeitmessung des Schalls durch das Medium. Die Ultraschallmessung muss i.d.r. durch die Gasphase von oben auf die Flüssigkeitsoberfläche erfolgen. Da die Schallgeschwindigkeit jedoch von der Dichte des Mediums abhängt Sind diesem Messverfahren Grenzen gesetzt (wechselnde Gaszusammensetzung). Ebenso kann eine Schaumbildung negative Einflüsse auf die Messung haben. Das Prinzip der Radarmessung unterscheidet sich zur Ultraschallmessung darin, dass elektromagnetische Wellen anstatt des Schalls ausgesendet werden. Somit spielt die Dichte des Mediums (Gasphase) keine Rolle. Probleme bei der Messung oder Fehlmessungen können hier durch Schaumbildung oder Einbauten auftreten (z.b. Rührwerke). Da die Antenne des Radarsensors zudem in den Gasbereich hineinragen kann, ist im Normalfall eine ATEX- Ausführung zu wählen. Die Messung des Grenzstandes erfolgt meist, um Über- oder Unterfüllung von Behältern oder Schaumbildung zu erkennen. Hier werden kapazitive (Einstabsonden) oder konduktive Sensoren (mehrere Stäbe), sowie Schwinggabeln verwendet. Der Einsatz von Schwinggabeln ist nur bei flüssigen Medien zu empfehlen, da es bei Medien mit Feststoffanteil oder bei Schaumbildung zu Fehlschaltungen kommen kann. Beim Einbau von Stabsonden ist eine vertikale Einbauweise empfehlenswert, um Fehlschaltungen durch Kondensat oder anhaftende Feststoffe zu vermeiden. Zudem müssen alle Sensoren, sofern kein automatischer Spülanschluss vorhanden ist (Achtung Fehlschaltung durch automatische Spülung, Frostgefahr für Wasserleitung) in regelmäßigen Abständen gereinigt werden. Daher ist auf jeden Fall auf eine schnelle Demontage zu achten (Achtung bei Ex-geschützten Varianten), z.b. Schnellkupplung des elektrischen Anschlusses. 1.5 Gasdruck Die Messung des Gasdruckes macht in der Praxis Sinn, um: - eine Überfüllung von Gasspeichern zu vermeiden und Austritt von Biogas über Überdrucksicherungen zu minimieren (Betrieb von BHKW und Fackel). - Unterdruck zu erkennen und das Eindringen von Luft über mechanische Sicherungen zu vermeiden. Die Messung des Gasdruckes ist allerdings sehr sensibel, daher ist bei der Auswahl der Sensoren und der Handhabung auf einige Dinge zu achten. - Messbereich/Dimension: Der Gasdruck in den Behältern ist durch mechanische Über- und Unterdrucksicherung begrenzt. In der Regel ergibt sich daraus ein Messbereich von -10 bis +10mbar relativ für diese Anwendung. Um diese geringen relativen Drücke zu messen ist ein

5 Anschluss von mindestens 2 erforderlich. - Einbaulage: Die Einbaulage ist unbedingt so zu wählen, dass Kondensat abfließen kann. Sollte sich Kondensat im Stutzen zum Sensor befinden, würde dessen hydrostatischer Druck ebenfalls gemessen werden (1cm Kondensat 1mbar). Der Sensor ist unbedingt mit einer geschlossenen Membran zu wählen, um Verschmutzungen und Eindringen von Kondensat zu vermeiden. - Druckausgleich: Die Messspanne des Sensors liegt im Bereich von normalen, wetterbedingten Luftdruckschwankungen. Daher ist auf einen zuverlässigen Druckausgleich zu achten und die Druckausgleichsöffnung vor Nässe und Schmutz zu schützen. - Ex-Schutz: Die Einbaulage dieses Sensors erfolgt i.d.r. in explosionsgefährdeten Bereichen, was eine entsprechende Ausführung notwendig macht. - Mechanik: Der sensible Messbereich macht eine entsprechend sensible Handhabung notwendig. Die Membranen sind vor jeglicher mechanischer Belastung zu schützen. 1.6 Flüssigkeitsdurchfluss Für die Auswertung der Stoffströme sowie für die Regelung von Pumpprozessen werden Durchflusssensoren benötigt. Die Förderleistung von Pumpen bzw. Pumpenkennlinien sollten nicht für die Durchflussberechnung heran gezogen werden, da die Förderleistungen von Pumpen zum einen stark vom zu fördernden Medium abhängen, zum anderen mit der Lebensdauer und dem Abnutzungsgrad von Pumpen variieren. Für die Durchflussmessung der Flüssigkeit in Rohrleitungen ist aufgrund der festen Bestandteile des Mediums ein Sensor zu wählen, welcher keine Einbauten in der Rohrleitung erfordert. Bewährt hat sich hier das magnetisch-induktive Messverfahren. Hierbei wird ein Magnetfeld in der Rohrleitung aufgebaut. Da das flüssige Medium in gewissem Maße elektrisch Leitfähig ist, wird aufgrund der Bewegung eines Leiters, also des Mediums, durch ein Magnetfeld ein Strom induziert welcher vom Sensor registriert wird. Abhängig von der Beschaffenheit des Mediums in Bezug auf die Trockenmasse ist die Stärke des Magnetfeldes, welches vom Sensor erzeugt wird, für eine erfolgreiche Messung relevant. (Je trockener das Medium, desto schlechter die Leitfähigkeit, desto stärker muss das Magnetfeld gewählt werden). Beim Einbau des Sensors ist darauf zu achten, dass keine Gasblasen eingeschlossen werden (steigende Leitung, keine lokalen Maxima). 1.7 Gasdurchfluss Für die Messung des Gasdurchflusses stehen zahlreiche Messverfahren zur Verfügung, z.b. thermische Massendurchflussmessung, mechanische Zähler, Ultraschallsensoren, Druckmessverfahren, Wirbelstromzähler, Vortex u.a. Die wichtigsten Parameter, die Einflüsse auf die Durchflussmessungen haben oder einen Einsatz nicht möglich machen sind im Biogasbereich: Hohe Feuchtigkeit, schwankende Gaszusammensetzung, geringer Vordruck, geringe Strömungsgeschwindigkeiten, Ein- und Auslaufstrecken, Verschmutzung, mikrobieller Bewuchs, korrosive Gasbestandteile, Temperatureinfluss, Druckeinfluss. Bei Anlagen, die flexibel mehrere Fermenter parallel beschicken können, ist die Gasdurchflussmessung in Kombination mit der Gasanalyse ein wichtiges Instrument für die Prozessoptimierung. Das feuchte Gas aus den Fermentern in Verbindung mit dem Schwefelwasserstoffgehalt und der schwankenden Gaszusammensetzung stellt eine große Herausforderung für die Durchflussmessung dar. Für diese Messaufgabe eignen sich aus unserer Erfahrung thermische Massendurchflusssensoren sehr gut. Da das Messverfahren jedoch eine Abhängigkeit von der Gaszusammensetzung hat, sollte mittels

6 Gasanalysewerten eine Korrektur durchgeführt werden. Beim Einbau ist bei allen Durchfluss-Sensoren auf ausreichend große gerade Einlauf- und Auslaufstrecken zu achten. Es empfiehlt sich, die Durchflussmessung hinter der Entfeuchtung zu installieren. Thermische Gasdurchflusssensoren sind sehr einfach im Einbau und auch in der Reinigung, sowie dem Ersatz, da sie ohne Bypass-Strecken, ohne Gasverlust und ohne Stillstand gewechselt werden können. 1.8 Gewicht Um kontrollieren zu können, wie viel Feststoff einer Biogasanlage zugeführt wird ist es Standard, den Feststoffdosierer auf mehrere Wiegezellen zu stellen, deren Signal dann mit einem Wägecomputer bereitgestellt werden. Im Idealfall sollte das Substrat kontinuierlich zugeführt werden. In der Praxis wird die Feststoffdosierung in kleine Chargen aufgeteilt die z.b. im Abstand von 30min dosiert werden. Aufgrund der großen Messspanne (Ein Dosierer fasst z.b. 80t) und der kleinen Chargen (500 bis 1000kg) ist eine hohe Genauigkeit äußerst wünschenswert. Es empfiehlt sich hier auf die digitale Übertragung des Messsignales auszuweichen um Abweichungen aufgrund der A/D und D/A Wandlung zu eliminieren. Die üblichen Wägecomputer bieten z.b. Profibus oder RS232 Schnittstellen an, welche zu diesem Zweck verwendet werden können. Die Verwendung eines analogen Singales kann zu Fehlern von mehreren 100kg führen, alleine bedingt durch die Genauigkeit von SPS-Baugruppen. 2. Langlebigkeit und Austauschbarkeit Bei korrekter Handhabung ist die Lebensdauer qualitativ hochwertiger Sensoren ohne weiteres bei mehreren Jahren anzusiedeln. Die meisten Defekte treten aufgrund von unsachgemäßer Behandlung auf oder sind bedingt durch ungeeignete Einbauorte oder lagen. Beim Einbau der Sensoren werden oft gravierende Fehler gemacht, wie: - Mechanische Beschädigung der Membran von Drucksensoren. - Mechanische Beschädigung von Tauchhülsen oder Schutzrohren. - Verwendung von Schweißgeräten. - Einbau im Freien ohne Wetterschutz - Fehlende Isolierungen. - Falsche Einbaulage, fehlende Ein- und Auslaufstrecken - Fehlender oder unzureichender Blitzschutz/Überspannungsschutz. Im Falle eines Defekts sollte bereits beim Einbau darauf geachtet werden, dass der Sensor ausgebaut werden kann, ohne dass Gase oder Flüssigkeiten austreten oder dass Prozessstillstände verursacht werden. Kleine, günstige Details zahlen sich hier aus, z.b.: - Handarmaturen bei Gasentnahmestellen für Gasanalysegeräte - Tauchhülsen für Temperatursensoren - Handarmaturen vor Drucksensoren (Gas und Füllstand) - Steckverbindungen bei Grenzwertmeldern - Wechselarmatur für thermische Durchflusssensoren oder Bypassleitungen für andere Gasdurchflusssensoren - Handarmaturen vor und hinter Durchflussmessungen Zudem sollten auch in der Steuerung Möglichkeiten vorgesehen werden, um beim ausfall von Sensoren alle Prozesse zumindest bedingt weiter bedienen zu können.

7 3. Redundanz und Sicherheit Bei den Sensoren und der ganzen nachgeschalteten Prozesskette sind zwei wesentliche Aspekte zu betrachten. Zum einen darf der Sensor keine Gefährdung (Explosion) verursachen, wenn er in einem explosionsgefährdeten Bereich eingebaut wird. Zum anderen muss er und auch die nachfolgende Auswerteeinheit eine definierte Zuverlässigkeit aufweisen, wenn der Messwert sicherheitsrelevant ist. Die Zuverlässigkeit der Sensoren spielt aber auch eine Rolle, wenn es um wirtschaftliche Belange geht. Die Gasanalyse wird in der Regel außerhalb des explosionsgefährlichen Bereichs aufgestellt, da aufgrund der Fähigkeit, mehrere Messstellen mit einem einzelnen Messgerät zu bedienen ohnehin Probenahmeleitungen notwendig sind. Aufgrund der Dimensionierung der Leitungen (Querschnitt, Länge) wird eine Flammensperre in der Regel auch ohne weitere Deflagrationssicherung oder Detonationssicherung erreicht. Maximale Redundanz kann durch getrennte Messgeräte mit unterschiedlichen Messprinzipien und/oder Messgrößen erreicht werden. Da die Sensoren selbst den größten Unsicherheitseinflüssen unterliegen, genügt es in der Praxis meist, mehrere Sensoren in einem Gerät zu verbauen und diese abwechselnd messen zu lassen oder mehrere verschiedene Sensoren zu verwenden, wie in dem Beispiel in Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. gezeigt wird. Widerstandsthermometer als Temperatursensoren können selbst keine Energie speichern und sind deshalb bezüglich Explosionsschutz unkritisch. Lediglich die Auswerteelektronik muss in diesem Fall geeignet ausgewählt werden. Temperatursensoren können falsche Messwerte liefern bei Kontaktfehlern zwischen dem Widerstand (oder Thermoelement) und der Stelle wo ein digitales Signal oder ein robusteres Stromsignal erzeugt wird. Daher empfiehlt es sich auch, einen Messumformer möglichst nah an das Widerstandselement anzuschließen. Ein redundanter Aufbau mit 2 oder mehreren Sensoren wird in den Fermentern auf jeden Fall empfohlen. Bei den Füllstandsensoren muss auch der Sensorteil eine entsprechende Eignung aufweisen, falls dieser in die Explosionszone eintaucht. Teils ist es möglich Sensoren außerhalb von explosionsgefährdeten Bereichen zu installieren. Hydrostatische Sensoren können oft auch dauerhaft in flüssigem Medium gehalten werden, was die Anforderungen an den Explosionsschutz vermindert. Füllstandsensoren werden auch für sicherheitsrelevante Aufgaben, wie das Abschalten von Pumpen zur Verhinderung Trockenlauf und dadurch bedingtes Eindringen von explosiver Atmosphäre eingesetzt. Je nach Gefährdungspotential müssen hier geeignete Sensoren, Auswerteeinheiten und Stellglieder eingesetzt werden. Auch hier ist ein redundanter Aufbau bei manchen Messaufgaben zu bevorzugen. Zwei Beispiele hierfür: - Messung des Füllstandes über einen hydrostatischen Drucksensor -> Redundanz durch kapazitiven oder konduktiven Grenzwertmelder. - Messung des Füllstandes im Gasspeicher über eine Wasserringwaage -> Redundanz: Relativdrucksensor zur Messung von Überdruck und Unterdruck im Gasraum. Gasdrucksensoren sind im Normalfall explosionsgeschützt auszuführen. Eine redundante Ausführung kommt hier nur selten zum Tragen. Durchflusssensoren für Gase sind ebenfalls explosionsgeschützt auszuführen, entsprechend von Ex- Zonen-Plänen und werden selten redundant ausgeführt, da ihr Ausfall nicht zu Stillständen im Betrieb führt. Durchflusssensoren für flüssige Medien werden im Normalfall so eingebaut, dass sie immer mit

8 Flüssigkeit bedeckt sind und werden damit nicht explosionsgeschützt ausgeführt. Eine Redundanz wird hier aufgrund der Lebensdauer und der Kosten selten ausgeführt. Zudem wird kein Prozessstillstand verursacht. 4. Automatisierung Moderne Automatisierungslösungen sollten es ermöglichen, dass der normale Ablauf aller täglich benötigten Prozesse vollautomatisch ist und kein Eingriff notwendig wird. Die Anzahl und Komplexität von Prozessen ist für jede Anlage individuell zu ermitteln und zu erstellen. Um das zu ermöglichen ist sicherlich eine gewisse Menge an Sensoren notwendig. Dennoch steht das Thema Sicherheit über der vollautomatisierten Anlage und es gibt gewisse Schritte, die nicht über die Software gelöst werden, sondern eine Hardwarekette auslösen müssen. Eine vollautomatisierte, rechnergesteuerte Anlage bietet ohne großen Aufwand zahlreiche weitere Möglichkeiten und Zusatzprogramme, die das Gesamtsystem rund werden lassen. Einige Beispiele werden hier genannt: Fernbedienung: - passwortgeschützte Einwahl für verschiedene Benutzer in verschiedenen Berechtigungsstufen und Sprachen - Soforthilfemöglichkeit durch Service und Diagnose durch Spezialisten. - Updates per Fernwartung. - mobile Fernbedienung über Tablet-PC - mobile Visualisierung und Abfrage der wichtigsten Daten über Smartphones Betriebstagebuch: - alle Daten, Werte, Mengen in einer Übersicht - feste berichte (Tages- Monatsberichte) - frei definierbare Berichte (z.b. für Gutachter) - grafische und tabellarische Auswertungsmöglichkeiten Alarmierung - mittels oder SMS - Voicecall: telefonische Alarmierung mit Anrufkette und Bestätigungsnotwendigkeit - freie Definition von Meldungen und Wichtigkeit der Fehlermeldungen Wartungsmanagement: - Ermittlung von Betriebsstunden - Ermittlung von fixen Wartungsterminen - Erinnerungsfunktion Lastmanagement - Definition der maximalen Leistungsbereitstellung - Prioritätenverteilung für Komponenten - Festlegung, welche Komponenten im Notbetrieb laufen müssen Zustandserkennung: - Erkennung des aktuellen Prozesszustandes - Erstellung von Fütterungsvorschlägen (weniger, mehr, gleichbleibend) - Ziel vollautomatische Variation der Fütterungsmenge Ein Automatisierungssystem soll alle notwendigen Einstellungen einfach und flexibel ermöglichen. Eine Übersichtlichkeit des Systemes, in der Fehler- und Status der Anlage auf einen Blick erkennbar sind ist für den Betreiber unabdingbar.