Praxiserfahrungen beim Einsatz von Sensoren zur Anlagenüberwachung

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1 Praxiserfahrungen beim Einsatz von Sensoren zur Anlagenüberwachung wer sind wir gustav-meyer-allee 25 geb. 12, berlin 3 Geschäftsführer + 10 Angestellte (keine gewerblichen Mitarbeiter) Ausgründung aus der phimatic GmbH Gründungsjahr 2006 als GbR Übergang in 2007 in GmbH Realisierung von aktuell ca. 100 Biogasanlagen von 75 kw bis 10 MW von kleinen Hofanlagen über Gaseinspeisungsanlagen bis industrielle Co-Fermenteranlagen Projekte in D, F, PO, USA, GB Die Gründer sind: Borko Georgiew Geschäftsführer Dipl.-Ing. Elektrotechnik Automatisierungstechnik Kälte- und Energietechnik Seit 1999 Projektmanager Software Entwicklung, Produktionsramp up, Entwicklung von mobilen Energiesystemen Thomas Nehring Marketing/ Vertrieb Dipl.-Ing. Elektrotechnik & Master Business Marketing Automatisierungstechnik und Simulation 10 Jahre Marketing und Vertrieb von Investitionsgütern Tätigkeiten in verschiedenen internationalen Unternehmen 2 1

2 prozessmessungen Übliche Prozessmessungen: Füllstand Überfüllsicherung/Schaumerkennung Temperatur Substratdurchfluss Gasfüllstand Gasdruck Gasanalyse Gewicht Häufige Prozessmessungen: Gasdurchfluss Noch nie eingesetzte Prozessmessungen: Jede Art von online Analysen von Substrat (ph, Redox usw.) schwierigkeitsgrad der messungen Unproblematisch: Temperatur Gasanalyse Wir nehmen es so hin: Gewicht Gasfüllstand Beherrschbare: Substratdurchfluss Füllstand Kritisch Überfüllsicherung Gasdruck Gasdurchfluss 2

3 beherrschbare messungen (Teil 1) Substratdurchfluss mittels MID In der Regel nutzen wir den einfachsten MID mit erhöhter Erregerfrequenz Für Messungen bei mit einem hohen Kunststoffanteil nutzen wir MID-s mit analoger Erregung Füllstand Rachentrichterpumpe Messungen mit Stäben (konduktiv, kapazitiv, geführter Radar, Schwinggabel) Sehr schlecht, da Dampf des Rezirkulats und Stäube aus dem Feststoffe einen Wunderbaren Belag auf den Stäben bilden Radar für Feststoffe Konstruktive Anpassungen, so das Dampf und Staub nicht an die Radarantenne kommen (Deckel mit Loch, Sonde weit oben) Mechanische Schalter Billig Robust Kann aber nicht zur Regelung eingesetzt werden beherrschbare messungen (Teil 2) Behälter Einfache Druckmessung, G1 2 Außenliegende Membran Präferierte Messung, da bestes Preis/Leistungsverhältnis Immer einen Spülanschluss vorsehen Begrenzte Genauigkeit, bei Dichte-Schwankungen Offener, abgesenkter Behälter - Ultraschallmessung Berührungslos, Wartungsfrei Es dürfen sich auf keinen Fall Gasschichten im Messstrahl bilden! Abgedeckter, abgesenkter Behälter Radarmessung Berührungslos, Wartungsfrei Unabhängig von Gasschichten Begrenzt Schaumerkennung möglich Aufwendige Konfiguration, wenn ein 2-Membrandach im Einsatz ist Kleine Behälter Brunnensonde Gutes Preis/Leistungsverhältnis Leichter Zugang für Wartung muss möglich sein Je mehr Feststoff im Substrat umso ungünstiger 3

4 kritische Messungen - überfüllsicherung/schaumerkennung Medien-berührte Messungen wie konduktiv, kapazitiv, Schwinggabel Durch die Luftfeuchtigkeit von 100% sind die Sonden schon im Schaltbereich. Man verschiebt den Arbeitspunkt künstlich Wir empfehlen dann immer das preiswerteste Verfahren die konduktive Messung Wichtige Einbaufakten: So schräg wie möglich Die Enden auseinander biegen Im Betrieb die Empfindlichkeit nach justieren Schwimmerbirne Bestes Preis/Leistungsverhältnis Einfache robuste Messung Der konstruktive Aufbau muss passen Keine Messung von Schaum möglich kritische Messungen - gasdruck Sehr schwierige Messung da: Geringer Druck 0 5 mbar (kleinster Meßbereich der Sensorzellen mbar) 100% Luftfeuchtigkeit (Betauung und Vereisung) Verschmutzung der Membran durch Feuchtigkeit, Schaumbildung eventuell Schwefelablagerungen Lösung: Sensoren mit außenliegender Membran teuer Wir empfehlen Sensoren mit aufgebohrtem Prozessanschluss Wichtige Einbaufakten: Kein senkrechter oder waagerechter Einbau Beheizung im Winter Nicht in eine durchströmte Leitung bauen 4

5 kritische Messungen gasdurchfluss (teil1) Sehr schwierige Messung da: Geringer Druck 0 5 mbar (geringer bleibender Druckabfall über das Messystem möglich) Geringe Fließgeschwindigkeit (geringer messbarer Druckabfall) 100 % Luftfeuchtigkeit (Betauung und Vereisung) Mögliche Meßverfahren Massenmessverfahren Anemometer (thermisches Messverfahren) Tropfenbildung am Sensor Es wird nur an einem Punkt gemessen kritische Messungen gasdurchfluss (teil2) Volumenmessverfahren Vortex Es wird nur an einem Punkt gemessen Fluidistor Hoher Preis Das physikalische Verfahren ist für uns nicht nachvollziehbar Ultraschall Sehr hoher Preis Die integrierte CH4 Messung ist ein klarer Vorteil wenn es um die gleichzeitige Leistungsbestimmung des Fermenters geht Staudrucksonde Gutes Preis/Leistungsverhältnis Messung über das Strömungsprofil Robuste einfache Messung Begrenzte Genauigkeit, da geringer Druckabfall 5

6 gustav-meyer-allee 25 geb. 12 d berlin phone: +49 (0)30/ fax: +49(0)30/ wir wandeln freie leistung 6