Leitfaden für drahtlose Druckmessgeräte: Wie die Ferndrucküberwachung wirklich funktioniert

Gehen Sie durch fast jede Anlage und Sie werden feststellen, dass sich dasselbe kleine Problem hundertmal wiederholt. Ein Manometer sitzt oben auf einem Tank, in einem Gestell oder hoch oben an der Kesselwand, an einer Stelle, die jemand mit einer Leiter und einem Klemmbrett aufsuchen muss, um eine Zahl aufzuschreiben. Die Lektüre ist in Ordnung. Der Weg dorthin ist der teure Teil.

Ein kabelloses Manometer löst genau dieses Problem. Es misst den Druck auf die gleiche Weise wie ein herkömmliches Instrument, sendet den Wert jedoch über eine Funkverbindung an ein Gateway, eine Steuerung oder ein Armaturenbrett, sodass niemand auf irgendetwas klettern muss. Unser Team bei Wuxi Huihua Special Instrumentation baut seit 2001 Druckmessgeräte und wir haben miterlebt, wie sich die drahtlose Überwachung von einer Neuheit zu einem routinemäßigen Bestandteil von Anlagenprojekten entwickelt hat. In diesem Leitfaden erfahren Sie, was diese Messgeräte wirklich sind, wie sie funktionieren und wie Sie eines auswählen, das auch in drei Wintern noch zuverlässig funktioniert.

Was ein kabelloses Manometer wirklich ist

Wenn Sie das Marketing weglassen, ist ein drahtloses Manometer eine vollständige Messschleife, die in einem einzigen Gehäuse untergebracht ist: ein Druckelement, eine Signalaufbereitungselektronik, ein Funkmodul und eine Batterie. Es gibt keine Kabelverschraubung, keinen Graben, keine Leitungsführung und am anderen Ende wartet keine analoge Eingangskarte. In vielen Anlagen amortisiert sich allein die Installationseinsparung für das Gerät innerhalb eines einzigen Projekts.

Zwei Designdetails unterscheiden die langlebigen von den enttäuschenden Instrumenten. Das erste ist das Druckelement selbst. Ein batteriebetriebenes Gerät sollte nicht als Wegwerfgerät behandelt werden; Hinter dem Radio befindet sich die gleiche Bourdon-Röhre, Membrankapsel oder der gleiche piezoresistive Sensor, den Sie auch in einem kabelgebundenen Instrument finden würden, und es verdient die gleiche Sorgfalt in Bezug auf benetzte Materialien und Druckbereiche. Die zweite ist die lokale Anzeige. Selbst mit Funkkommunikation möchten Ingenieure während einer Abschaltung oder Fehlersuche immer noch vorbeigehen und den Wert mit eigenen Augen ablesen.

Digitales Manometer der YS-Serie ◆ Modell: YS100 YS150 ◆ Einführung: Dieses digitale Manometer hat eine schöne Form, stabile Leistung und genaue Messung; Es vereint die weltweit führende Mikro... Produkt anzeigen →

Das ist einer der Gründe, warum wir neben unseren mechanischen Produktfamilien auch digitale Manometer mit klarem LCD-Display bauen. Auf dem Display findet die Überprüfung vor Ort statt, und das Funkgerät dient lediglich als zweiter Weg für dieselbe Nummer, um den Kontrollraum zu erreichen.

Wie die drahtlose Drucküberwachung funktioniert, Schritt für Schritt

Jedes drahtlose Drucküberwachungssystem, wie auch immer der Name auf dem Etikett lautet, besteht aus vier Teilen, die nacheinander arbeiten: etwas, das den Druck misst, etwas, das das Signal umwandelt und verarbeitet, etwas, das es überträgt, und etwas, das es empfängt und speichert.

Das Sensorelement und die Senderelektronik

Druck bewegt das Element und die Elektronik wandelt diese Bewegung in ein stabiles elektrisches Signal um. Hier nimmt die drahtlose Welt direkt Anleihen bei der kabelgebundenen. Ein 4-20-mA- oder HART-Transmitter mit einem bewährten Sensor dahinter verhält sich im Feld weitaus besser als ein exotisches Design ohne Historie, da Temperaturdrift, Langzeitstabilität und Überdruckverhalten bereits gut verstanden sind.

Allzweck-Drucktransmitter Der universelle Drucktransmitter verwendet importierte Diffusions-Silizium-Druckchips als empfindliches Element. Es ist mit einer hochpräzisen digitalen Verarbeitungsschaltung ausgestattet... Produkt anzeigen →

In der Praxis werden die meisten drahtlosen Knoten um einen bewährten industriellen Senderkern herum aufgebaut, der dann versiegelt und mit einem Funkgerät und einem Batteriesatz ausgestattet wird. Dieser Ansatz sorgt für eine ehrliche Messung und eine kurze Ersatzteilliste.

Die Funkverbindung

Die Wahl des Funkgeräts bestimmt die Reichweite, die Akkulaufzeit und wie leicht die Daten Ihre Systeme erreichen. Kurzstrecken-Bluetooth eignet sich zur Konfiguration und zum Ablesen eines Messgeräts aus einigen Metern Entfernung. Optionen mit größerer Reichweite wie LoRaWAN und KabellosHART übertragen Werte quer durch eine Anlage zu einem Gateway, und Mobilfunkversionen decken Standorte ab, die überhaupt kein lokales Netzwerk haben. Entscheidend ist nicht der Protokollname, sondern ob der Signalpfad realistisch ist. Stahl, Beton und dichte Rohrleitungen fordern ihren Tribut, und ein Gateway am falschen Ende einer Werkstatt kann nicht durch eine größere Antenne gerettet werden. Unser eigenes drahtlose LoRaWAN-Prozessüberwachungssensoren wurden unter Berücksichtigung dieser Einschränkung entwickelt, weshalb wir ein Wireless-Projekt immer mit einem Berichterstattungsrundgang und nicht mit einer Produktliste beginnen.

Das Strombudget

Batterien sind der entscheidende Faktor, bei dem drahtlose Installationen im Stillen Erfolg haben oder scheitern. Ein Messgerät, das jede Sekunde meldet, leert eine Zelle innerhalb von Wochen; Die gleiche Anzeige meldet alle fünfzehn Minuten und das Schlafen dazwischen kann jahrelang laufen. Entscheiden Sie vor der Bestellung, wie aktuell die Daten wirklich sein müssen. Ein langsamer Trend an einem Speicher und eine schnelle Verriegelung an einem Kompressor sind sehr unterschiedliche Anforderungen, und nur eine davon passt zu einem batteriebetriebenen Gerät.

Auswahl des richtigen kabellosen Manometers für Ihren Prozess

Der schnellste Weg, eine schlechte Wahl zu treffen, besteht darin, mit dem Radio zu beginnen. Beginnen Sie stattdessen mit dem Prozess, arbeiten Sie sich nach außen zur Elektronik vor und entscheiden Sie sich erst dann für die Kommunikation. In der folgenden Tabelle sind die Fragen aufgeführt, die wir unseren Kunden vor der Angebotsabgabe stellen, ungefähr in der Reihenfolge, in der sie wichtig sind.

Intelligenter Druckmessumformer der YSZC-7-Serie ◆ Anwendung: Dieses Instrument eignet sich zur präzisen Messung des Füllstands, der Dichte und des Drucks von Flüssigkeiten, Gasen oder Dämpfen. Produkt anzeigen →

Ein intelligenter Senderkern mit HART-Kommunikation bietet Ihnen einen sinnvollen Mittelweg: bewährte analoge Leistung dort, wo Sie sie benötigen, digitale Diagnose dort, wo sie hilft, und ein Funkmodul, das hinzugefügt werden kann, ohne das darunter liegende Instrument neu zu gestalten.

Anpassen des Instruments an den Messtyp

Bei der drahtlosen Kommunikation handelt es sich um eine Kommunikationsmöglichkeit, nicht um eine Messart, daher gelten weiterhin die üblichen Druckfamilien:

• Relativdruck: die alltägliche Option für Pumpen, Filter, Rohrleitungen und Hydrauliksysteme, bezogen auf die Atmosphäre.
• Absoluter Druck: bezogen auf ein Vakuum, wird dort verwendet, wo barometrische Änderungen sonst als Drift erscheinen würden.
• Differenzdruck: für Filterüberwachung, Durchfluss- und Füllstandsarbeiten, bei denen zwei Drücke verglichen werden müssen.
• Abgedichtete und hygienische Ausführungen: Membrangedichtete Gehäuse für korrosive oder viskose Medien sowie hygienische Anschlüsse für Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaleitungen.

Der kabellose Teil kommt danach, weshalb wir bei den kabelgebundenen und kabellosen Versionen einer Serie die gleichen Element- und Verbindungsoptionen beibehalten.

Wo drahtlose Manometer ihren Unterhalt verdienen

Manche Anwendungen liegen auf der Hand. Andere fallen erst auf, wenn Sie für eine Kabelstrecke bezahlt haben.

• Entlegene Brunnen, Tanklager und Pipelineabschnitte weit entfernt von Kontrollgebäuden.
• Rotierende oder vibrierende Geräte, bei denen Kabel ermüden und schließlich versagen.
• Gefahrenbereiche, in denen die Kabelinstallation an sich aufwendig und teuer ist.
• Temporäre Überwachung während der Inbetriebnahme, bei Versuchen oder einer kurzen Produktionskampagne.
• Außen- und Nassbereiche, wo die Qualität der Abdichtung wichtiger ist als die Reichweite.

Für den Einsatz im Freien und in der Nassreinigung bietet unser Sortiment an IP68-zertifizierte Außeninstrumente ist so konstruiert, dass es Regen, Wasserspritzern und Staub problemlos standhält.

Praktische Punkte, die wir gelernt haben

Aus einem Datenblatt geht nicht alles über die drahtlose Überwachung hervor. Ein paar Gewohnheiten verhindern, dass Projekte in Schwierigkeiten geraten:

1. Besichtigen Sie die Baustelle mit einem Signalplan, bevor Sie eine Bestellung aufgeben. Die Funkabdeckung ist eine physikalische Eigenschaft, keine Spezifikation.
2. Protokollieren Sie, was die Batterie im ersten Monat tatsächlich leistet, und passen Sie das Berichtsintervall erst dann und nicht später an.
3. Behalten Sie eine lokale Anzeige bei. Es kostet wenig und klärt Streitigkeiten schnell.
4. Entscheiden Sie vor dem Installationstag, wer Eigentümer der Daten ist, ob ein Gateway, eine SPS, ein Historian oder eine Cloud-Plattform.
5. Standardisieren Sie im gesamten Werk eine oder zwei statt fünf Funktechnologien.

Letzte Gedanken

Wireless Manometer sind keine komplizierten Instrumente, aber sie bilden den Schnittpunkt zweier Disziplinen: Druckmessung und Funkkommunikation. Machen Sie zunächst die richtige Messung, wählen Sie das Funkgerät für den Standort aus, über den Sie tatsächlich verfügen, und sagen Sie ehrlich, wie oft Sie die Daten wirklich benötigen. Wenn Sie diese drei Dinge tun, wird ein drahtloses Messgerät zu einem der am wenigsten störenden Instrumente in der Anlage.

Wenn Sie an einem Projekt arbeiten und eine zweite Meinung zur Druckseite einholen möchten, besprechen unsere Ingenieure gerne mit Ihnen das Medium, die Reichweite und die Umgebung. Dieses Gespräch ist normalerweise viel kürzer als die Kabelstrecke, die Sie vermeiden möchten.