Flüssigkeitsgrenzschalter Grenzschalter geht auf Nummer sicher

Autor / Redakteur: Thomas Fritz* / Sariana Kunze

Der Flüssigkeitsgrenzschalter Liquiphant FailSafe von Endress+Hauser findet seine Verwendung als Trockenlaufschutz von Pumpen und als Überfüllsicherung in der Prozessindustrie. Mit nur einem Prozessanschluss wird der Einsatz in sicherheitstechnischen Einrichtungen nach SIL3 in MIN- bzw. MAX-Applikationen möglich.

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Liquiphant FTL81 für Temperaturen bis 280°C
Liquiphant FTL81 für Temperaturen bis 280°C
(Endress+Hauser Messtechnik)

Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) fordert für Anlagen zum Lagern, Abfüllen oder Umschlagen von wassergefährdenden Stoffen eine fachgerechte Errichtung und Inbetriebnahme einer Überfüllsicherung. Zweck dieser Überfüllsicherung ist es, den Füllstand von wassergefährdenden Flüssigkeiten zu überwachen und rechtzeitig vor Erreichen des zulässigen Füllgrades im Behälter den Füllvorgang zu unterbrechen oder akustisch und optisch Alarm auszulösen. Was bei Überfüllsicherungen bereits Jahrzehnte lang „Stand der Technik“ ist, kann nun auch bei bedecktem Sensor in MIN-Applikationen durchgeführt werden: dieFunktionsprüfung ohne Füllstandänderung. Bisher musste z. B. bei Pumpenschutzanwendungen des Füllstands geändert werden, um die Messeinrichtung auf Funktionsfähigkeit zu prüfen. Durch Drücken des Prüftasters am Messgerät kann unter Beobachtung der Stromaufnahme die Funktionsfähigkeit der Messung simuliert und überprüft werden. Bei dieser Art der Prüfung wird der elektrische Sicherheitspfad und nachfolgende Anlagenteile überprüft. Bei einer zusätzlichen Installation des Messumformers Nivotester FTL825 wird durch Betätigung des Prüftasters am Messumformer eine automatische, vollständige interne Diagnose durchgeführt. Der Prüfzyklus ist nach ca. acht Sekunden abgeschlossen. Eine Störung wird durch eine rote Leuchtdiode angezeigt, die Sicherheitskontakte öffnen sich und das Störmelderelais fällt ab. Dies minimiert den Aufwand für eine Überprüfung des Grenzschalters, senkt die Kosten und erhöht die Anlagenverfügbarkeit durch reduzierte Stillstände.

Kein jährliches Prüfen des Standaufnehmers mehr nötig

Grenzstanddetektionen in sicherheitsrelevanten Anwendungen erfordern regelmäßige Funktionskontrollen. Eine vereinfachte wiederkehrende Prüfung per Knopfdruck für die nachgeschaltenen Anlagenteile kann nach den WHG-Richtlinien bzw. den Anforderungen der funktionalen Sicherheit IEC61508/61511 realisiert werden. Die jährlich wiederkehrende Prüfung kann für den Standaufnehmer FTL8x und den Messumformer ganz entfallen. Der Testintervall kann auf bis zu 12 Jahre verlängert werden, unabhängig ob der Sensor wie bei Pumpenschutz bedeckt oder im Falle der Überfüllsicherung unbedeckt ist. Durch direkten Anschluss des SIL3 Flüssigkeitsgrenzschalters an eine speicherprogrammierbare Steuerung, eine Sicherheits-SPS oder AI-Module kann durch Wegfall einer Zusatzkarte und somit Reduktion des Verdrahtungsaufwandes eine vereinfachte Installation mit geringem Aufwand durchgeführt werden. Der genormte 4…20mA Ausgang stellt die direkte Integration in eine Sicherheits-SPS sicher.

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Flüssigkeitsgrenzschalter wird automatisch überwacht

Die Abhängigkeit des Ausgangssignals ist entsprechend der Betriebsart (MIN-/MAX) und dem Zustand der Messstelle (Schwinggabel bedeckt/ frei, Störung oder Kurzschluss) zu programmieren. Um ein SIL3-Level zu erreichen, müssen die vorgegebenen Stromwerte bei der Integration in eine SPS überwacht werden. Zusätzlich kann das vom Liquiphant permanent gesendete Live-Signal von der SPS überwacht werden. Damit wird sichergestellt, dass der korrekte Sensor angeschlossen ist und gegebenenfalls auftretende Fehler in der nachgelagerten SPS erkannt werden. Durch den Einsatz des Messumformers in Verbindung mit dem Flüssigkeitsgrenzschalter wird die Überwachung des Live-Signals automatisch durchgeführt.

Mit dem Flüssigkeitsgrenzschalter können fehlersichere Grenzstanddetektionen in Flüssigkeiten mit Anforderungen an die funktionale Sicherheit bis SIL3 MIN-/MAX-Applikationen, Überfüllsicherung nach VdTÜV100 oder Überfüllsicherung/Leckage nach dem Wasserhaushaltsgesetz in einem Temperaturbereich von -60°C bis 280°C und einem Druck zwischen -1bar bis 100bar realisiert werden. Über die Dichteeinstellung am Elektronikeinsatz können Flüssiggase bis hin zu schweren Flüssigkeiten mit Dichtewerten größer 2 kg/dm³ zuverlässig detektiert werden. Für aggressive Flüssigkeiten stehen neben den Edelstählen 316L bzw. Hastelloy C22, Beschichtungen aus Email, PFA oder ECTFE zur Verfügung.

* * Thomas Fritz, Produktmanager Füllstand, Endress+Hauser Messtechnik, Weil am Rhein

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