Nivå fra A til Å 16:16

Hva skjer a’? 2:2

Økende bruk av kommunikasjonsløsninger er en en trendene innenfor (nivå)instrumentering.

Trådløse sensornettverk, som WirelessHart, øker utbredelsen.
Trådløse sensornettverk, som WirelessHart, øker utbredelsen. (Bilde: Emerson Process Management)

Økende bruk av kommunikasjonsløsninger er en en trendene innenfor (nivå)instrumentering.

Den gang da

For ikke så mange årene siden var signaloverføring kun et spørsmål om det skulle være strøm eller spenningsutgang og størrelsen på signalet. Så ble strømsignalet dominerende, og da 0/4 til 20 mA.

Etter hvert kom tolederteknologien hvor strøm og spenning går i samme sløyfe. Etter at instrumentene på 80-tallet ble utstyrt med mikroprosessorer, og med digitale løsninger, ble det mer informasjon i instrumentene. Med mA-utgangssignal forble denne informasjonen i instrumentet.

For å få denne informasjonen tilgjengelig, og forenkle programmeringen, kom det etter hvert digitale løsninger og sofwareprogrammer. Til å begynne med leverte de fleste leverandører egne, enkle softwareløsninger, ofte med spesielle grensesnitt/protokoller, slik at de kun kunne brukes til spesifikke instrumenter. Og brukeren kunne risikere å sitte med flere ulike programmer fra samme leverandør. Etter hvert ble det dannet komiteer, bestående av aktører i markedet som så nødvendigheten av å arbeide frem felles standarder og regelverk. HART (hartcomm.org), Profibus (profibus.com) og Foundation Fieldbus (fieldbus.org) er eksempler på dette.

Nivå fra A til Å

Automatiserings artikkelserie ”Nivå – fra A til Å” dekker nivåmåling i industrielle applikasjoner.

Denne artikkelen er utviklet i tett samarbeid med instrumenteringsleverandøren Endress+Hausers norske spesialister innen nivåmåling, blant annet Pål Thorkildsen, Frank Berg Halvorsen, Tore Sandvoll og Knut Nordrum.

Digital kommunikasjon blir stadig viktigere, det samme gjelder trådløse sensornettverk som WirelessHart. Dessuten kan smarte telemetrisystemer bidra til reduserte lagerbeholdninger og tilhørende kapitalkostnader.

Buss og nettverk

I dag tilbyr de fleste leverandørene innenfor nivåinstrumentering softwareprogrammer for videre utnyttelse av informasjonen som ligger i det digitale grensesnittet, fra overlagret HART (hartcomm.org), på det analoge mA-signalet, til grensesnitt som Profibus (profibus.com) og Fieldbus Foundation (fieldbus.org), for å nevne de dominerende.

I følge ARC Advisory Group (arcweb.com), er det Fieldbus Foundation som vokser raskest globalt, men også Profibus vokser. Innen automatiseringsbransjen sies det at Industrielt Ethernet er den raskest voksende enkeltteknologien og Profinet, Modbus TCP (modbus.org) og Ethernet/IP er viktige aktører.

Mer datakraft

Dette er generelle trekk innen instrumentering, men det gjelder også i høyeste grad for nivåmålere. Med mikroprosessorer og større regnekapasitet i instrumentene, er målingene både blitt mer nøyaktige og driftssikre. Da stadig flere tanker utstyres med nivåmålere, både for kontinuerlig måling og grensesnitt, blir ønsket om å bruke signalene til ”noe mer” sterkere.

HART signal brukes hovedsakelig til programmering, dokumentering og diagnostisering av instrumenter, men har også sitt bruksområde ved små nettverk for et begrenset antall instrumenter. Ved tank-gauging, måling med meget høy nøyaktighet – godkjent for kjøp og salg - benyttes også HART for kommunikasjon mellom nivåinstrument, temperatursensorer og trykkmåler, ofte da med Modbus signal videre til overordnet system.

Det kommer stadig nye, smarte håndholdte PDA-løsninger og konfiguratorer på markedet for konfigurering og diagnostisering via HART og andre grensesnitt over trådløst nett, Bluetooth, infrarød og USB.

WirelessHart

Smarte telemetrisystemer kan estimere forbruk og sørge for optimale lagerbeholdninger.
Smarte telemetrisystemer kan estimere forbruk og sørge for optimale lagerbeholdninger.
 

I løpet av de siste årene har mange leverandører presentert ”trådløs instrumentering” for WirelessHart og ISA100 Wireless. Dette vil jo kunne være veldig interessant med tanke på konfigurering via PDA, kanskje spesielt da i Ex-omgivelser.

Når det gjelder trådløs kommunikasjon med instrumenter, er det vel fremst for avlesning, og ikke for bruk i sanntidsregulering. Før vi kommer så langt, tyder det på at vi får trådløse sikkerhetsapplikasjoner, for eksempel trådløse gassdetektorer.

Den store fordelen med trådløs instrumentering er jo at man kan plassere en måler uten å være avhengig av å strekke kabler til målestedet, samt kraftig reduksjon i engineering og dokumentasjon.

Diagnostikk

Som nevnt ovenfor gjør muligheten for ekstrainformasjon det attraktivt å benytte digitalt grensesnitt. Når det gjelder for eksempel en vibrasjonsvakt som sitter i en applikasjon med påbyggingsproblematikk, kan vakten programmeres til å gi alarm ved påbygging. Med et bussignal vil man kunne overvåke giverens frekvens, og på den måten vil man kunne planlegge et preventivt vedlikehold når alarmstatus nærmer seg. Tilsvarende også i en applikasjon med slipende eller korroderende medium.

Når det gjelder ToF (Time of Fligth) instrumenter, som radar og ultralyd, vil man kunne overvåke signalstyrken og kan for eksempel få en alarm ved en eventuell skumdannelse.

Fjernovervåking av nivåmåling

Et vanlig bruksområde, for fjernovervåking av nivåsignaler, er kontroll av lagerbeholdning, ofte kalt ”Inventory Control Management” på engelsk. Og dette brukes ofte ved kjøp og salg. Signaloverføring kan skje over vanlig telefonsignal, LAN/Ethernet, radiosignal eller GSM/GPRS.

Det siste blir mer og mer vanlig og har en rekke fordeler. Så lenge det er mobiltelefonsignal tilstede kan dette benyttes. Koblet sammen med batteri og solcellepanel trenger det heller ikke være strømnett tilgjengelig.

Integrasjon

Telemetrienhetene kan ofte ha en innebygd nettside og kan kalles opp med PC og modem. Har enheten HART eller annet digitalt grensesnitt ut mot instrumentene vil man kunne konfigurere og diagnostisere over nettet. Ved å benytte XML-format og standard internettprotokoller som TCP/IP og http, kan målesignalene enkelt integreres i andre systemer.

Endress+Hauser leverer for eksempel FXA Fieldgate telemetrienhet, sammen med SupplyCare presentasjonsverktøy, i bunnen en SAP-basert applikasjon. SupplyCare er også kompatibelt med andre programvarer som Microsoft Office software, SCADA-systemer som for eksempel Citect, Intouch, iFix, Factorylink, RSView, CClink og ERP/CMR systemer, for eksempel Oracle og SAP. Dette kan kobles sammen slik at systemet automatisk genererer bestillinger og fakturering.

Prediksjon av lagerbeholdning

Enheten vil også ofte kunne kalles opp for avlesning fra mobiltelefon med WAP ved siden av at de også kan sende e-post eller SMS ved alarmstatus. Med flere slike enheter koblet opp til en database, vil en produsent eller en distributør ha oversikt over sin lagerbeholdning med estimert fremtidig forbruk, basert på historikk. Dette er tilgjengelig via internet/intranett uansett om tankene befinner seg på eget område eller ute hos kunden. På denne måten vil leveranser kunne skje dynamisk ”on demand” etter forbruk.

 

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå