Quo Vadis Automatisierung?

Moore's Law und die Folgen für die Prozessautomatisierung

| Autor / Redakteur: Michael Ziesemer* / Wolfgang Ernhofer

Welche Entwicklungen beeinflussen die Sensorik, Messtechnik und Prozessautomatisierung und welche Auswirkungen wird dies für Anwender haben? Glaskugellesen auf die fachmännische Art.
Welche Entwicklungen beeinflussen die Sensorik, Messtechnik und Prozessautomatisierung und welche Auswirkungen wird dies für Anwender haben? Glaskugellesen auf die fachmännische Art. (Bild: fotolia - Andrey Popov / industrieblick)

Alle 18 Monate verdoppelt sich die Prozessorleistung auf einem Chip. Diese statistische Beobachtung, die man mit Moore's Law beschreibt, treibt auch die Entwicklungen in der Sensorik und Messtechnik mit großen Schritten voran. Dieser Gastbeitrag von ZVEI-Präsident Michael Ziesemer sollte bei Anwendern wie Ausrüstern die notwendigen Diskussionen über die Zukunft der Prozessautomatisierung befeuern.

Wer kennt schon die Zukunft? Friedrich Schiller stellt unumwunden fest: „Nichts Wahres lässt sich von der Zukunft wissen.“ Und doch müssen wir uns mit ihr befassen. Wir wollen uns vorbereiten auf das, was da kommt oder mindestens was da kommen könnte. Auch die Zukunft der Prozessautomatisierung wird durch zahlreiche Trends und Entwicklungen beeinflusst, die in diesem Gastbeitrag – der auf einem Vortrag basiert – beleuchtet werden sollen.

Performance der Sensorik verändert sich radikal

Zunächst zu den technischen Trends. Dabei soll die Konzentration besonders auf Messtechnik und Sensorik liegen. Anwender in der Prozessindustrie wollen vor allem robuste Sensoren. Einmal eingebaut, sollen sie nach Möglichkeit über Jahre oder sogar Jahrzehnte ihre vorbestimmte Funktion erfüllen, Wartungsintervalle sollen möglichst lang sein – wenn man sie denn überhaupt braucht.

Diesen Anforderungen zu genügen, ist zuallererst eine Sache der Mechanik und der verwendeten Werkstoffe. Bei benetzten Teilen von Sensoren haben deshalb hochlegierte Stähle, Keramiken und Fluorkunststoffe große Bedeutung erlangt. Doch neu ist dies alles nicht. Ein robuster Sensor ist sodann möglichst weitgehend von den in der Verfahrenstechnik oft rauen Bedingungen des Prozesses entkoppelt. Der „berührungslose Sensor“ ist insoweit ideal – doch nicht immer erreichbar. Dieser Trend jedoch führte Mikrowellen, Ultraschall oder die Optik in breite Einsatzbereiche – beispielsweise in der Messung von Füllstand, Durchfluss oder Temperatur. Doch auch dieser Trend ist nicht wirklich neu – die geschilderte Entwicklung läuft bereits seit zwei oder drei Jahrzehnten.

Es gibt aber einen dritten Trend, und der ist wirklich neu. Es geht darum, die Analytik vom Labor in den Prozess zu verlagern. „Inline“ und „online“ statt Probenahme und warten auf die Resultate der Laboruntersuchung. Das wollte man zwar auch schon immer, doch nun ermöglichen es optische Verfahren wie beispielsweise die Raman-Spektroskopie. Nun kann per Laserstrahl durch ein Fenster zum Prozess das Zielmolekül – beispielsweise der Wirkstoff in einer Fermentation – unmittelbar gemessen und die gewonnene Information zum Zweck der Prozessführung verwendet werden. Wohlgemerkt, nicht die Messverfahren sind neu, aber schon ihre Verwendbarkeit in der Online-Prozessführung und sogar im geschlossenen Regelkreis.

Ergänzendes zum Thema
 
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