Seegang, salzige Luft und vibrierende Motoren: Messtechnik darf sich auf hoher See nicht von Widrigkeiten beeinflussen lassen. Das wissen auch die Ingenieure von Bachmann und haben ein Strom-Eingangsmodul für dieses Einsatzgebiet entwickelt, das auch als Messsystem eingesetzt werden kann.

Die Automatisierung von Spezialschiffen, insbesondere solche für den Bau von Offshore-Installationen, ist geprägt von einer stetig wachsenden Komplexität der Prozesse. Die unterschiedlichen Systeme müssen reibungslos zusammenwirken, gleichzeitig sind die Anforderungen an Robustheit und Verfügbarkeit außerordentlich hoch. Widrige Umgebungsbedingungen, wie Wetterlage, Seegang, salzhaltige Luft, stark vibrierende Motoren, Hitze und Kälte sind nicht nur Herausforderungen an die Ausrüstung, sondern auch an die Regelung der Prozesse. Hierbei ist auch die Messtechnik gefordert: Sie muss universell, zuverlässig und präzise arbeiten und dabei einfache Diagnosemöglichkeiten im Problemfall bieten.

Beeindruckende Größe

Schiffe sind vergleichbar mit großen chemisch-technischen Fabrikanlagen: Unzählige Subsysteme wie z. B. die Treibstoffaufbereitung, der Antrieb oder die Ballastregelung sind in einem Gesamtsystem miteinander verbunden. Dabei sind die Größendimensionen der Prozesse beeindruckend: Antriebsmotoren mit mannshohen Zylindern, Stromgeneratoren im Megawatt-Bereich, viele Kilometer verlegte Rohre mit den unterschiedlichsten Flüssigkeiten, unzählige über das ganze Schiff verteilte Schaltkästen, Aggregate, Ventile und Pumpen. Dies stellt eine besondere Herausforderung an die Instandhaltung dar, denn das Werkzeug eines Bordelektrikers ist selten der Laptop mit der allumfassenden Diagnose-Software, sondern meist nur ein Multimeter. Eine Fernwartung kommt ebenfalls nur in extremen Situationen in Betracht, denn Datenverbindungen über Satelliten sind aufwändig, teuer und nicht immer verfügbar.

Strom-Eingangsmodul als ­Mess­system

Mit dem analogen Strom-Eingangsmodul AI208/SI stellt Bachmann nun ein für diesen Anwendungsbereich geeignetes Messsystem bereit. Auf einer Modulbreite von 55 mm sind acht einzeln galvanisch getrennte Kanäle kompakt angeordnet. Die Messbereiche können zwischen 4-20 mA und 0-20 mA umgeschaltet werden. Für Sensoren mit positiven und negativen Werten, wie z. B. Durchflussmesser, kann der Messbereich softwaremäßig auf ±20 mA geschaltet werden. Die Eingänge bieten eine Auflösung von 13-16 Bit. Um eine optimale Signalqualität bei gleichzeitig geringst möglichen Störungen zu erreichen, ist jeder der acht Kanäle mit einem steilen Signalfilter ausgestattet, der zwischen 2,5 Hz und 2,5 kHz einstellbar ist.

Prozess-Monitoring und Fehler­diagnose

Zur automatischen Überwachung der Eingänge des AI208/SI lassen sich die Wertebereiche frei zwischen ±25 mA einstellen. Überschreitet ein Kanal den definierten Prozesswertebereich, wird eine Warnung, bei Überschreiten des Messbereiches eine Fehlermeldung an die übergeordnete Applikation übergeben. Diese Meldungen können zur Prozessüberwachung und zur Fehlerdiagnose ausgewertet werden. Kurzschluss, Leitungsbruch und Sensorfehler werden so zuverlässig erkannt. Am Anzeigeterminal erhält der Bediener daraus konkrete Handlungsanweisungen zur Fehlerbehebung.

Robust und zuverlässig

Die Eingänge des AI208/SI sind kurzschlussfest und galvanisch getrennt. Dies schützt vor einer Beschädigung des Moduls und vor den Einflüssen wechselseitiger Störungen zwischen den Kanälen, wie sie z. B. bei Potentialunterschieden der Sensoren, bei Fremdspannungen oder versteckten Ausgleichsströmen auftreten. Standardmäßig ist das Modul für einen Betriebstemperaturbereich von -30 °C bis +60 °C ausgelegt (Lagertemperatur: -40 °C bis +85 °C). Für Anwendungen, bei denen noch höhere Anforderungen, wie z. B. eine Betauungsfestigkeit im Betrieb gelten, ist das Messmodul auch als coldclimate-Ausführung erhältlich. Mittels einer robusten Polymerbeschichtung wird das Modul dabei gegen Betauung und Korrosion durch salzhaltige Luft wirkungsvoll geschützt. (gro)