Magnetisch-Induktiver Durchflussmesser/-wächter mit IO-Link - MIK

Präzise, kostengünstig, innovativ: magnetisch-induktiver Durchflussmesser MIK von Kobold mit effektiver Kompaktelektronik und IO-Link

Kobold erweitert die Messmöglichkeiten für neutrale und aggressive Medien in kleinen und großen Anlagen
„Der weltweite Markt für magnetisch-induktive Durchflussmesser ist mit über fünf Millionen Geräten stabil. Deswegen haben wir zwei bewährte Teile, den erfolgreichen magnetisch-induktiven Durchflussmesser MIK und die beliebte Kompaktelektronik U-PACE, vereint und zum Bestpreis für unsere Kunden entwickelt“ beginnt Diplom-Ingenieur und Entwicklungsleiter bei der KOBOLD Messring GmbH Manfred Heil das Gespräch. „Unsere Marktanalysen haben ergeben, dass hierfür eine große Nachfrage besteht.“

Funktionsweise gemäß dem magnetisch-induktiven Messprinzip 
Gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz wird in einem Leiter, der sich in einem magnetischen Feld bewegt, eine Spannung induziert. Das elektrisch leitfähige Messmedium entspricht hier dem bewegten Leiter. Die durch die Flüssigkeit induzierte Spannung ist proportional zur Durchflussgeschwindigkeit und somit ein Maß für den Volumendurchfluss. Die induzierte Spannung wird über zwei Elektroden der Elektronik zugeführt. Über den bekannten Innendurchmesser wird der Volumenstrom errechnet und ausgegeben.

Bekannte Fähigkeiten kombiniert mit erfolgreicher Kompaktelektronik U-PACE 
Waren früher für Durchflussanzeige und Dosierung separate Elektronikbaugruppen notwendig, werden all diese und weitere Aufgaben jetzt durch die neue Kompaktelektronik U-PACE übernommen. Die Neuentwicklung, chemisch beständiger Durchflussmesser und Durchflusswächter in einem Gerät, trifft auf ein breites Einsatzgebiet. Für nahezu alle Anwendungen wie Durchflusskontrolle, Durchflussmessung, Abfüllung und Mengenerfassung in der Lebensmittel-, Chemie- und Papierindustrie ist der MIK genauso geeignet wie für die aggressiven Fluide der Bauindustrie. Die Messbereiche sind von 0,01 bis 700 Liter pro Minute großzügig ausgelegt und für alle Anforderungen geeignet.

Die Vorteile der erprobten MIK-Serie liegen auf der Hand: zuverlässige Durchflussmessung elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten ohne bewegliche Teile. Deswegen sind Verschleiß und mechanisches Versagen ausgeschlossen. Das wartungsfreie Gerät ist platzsparend, misst bidirektional und sowohl niedrige als auch hohe Durchflussraten. Geringe Ein- und Auslaufstrecken ermöglichen es, den MIK ebenso unter beengten Raumverhältnissen zu installieren.

Der MIK ist unempfindlich gegen Schwankungen von Viskosität, Dichte, Temperatur oder Druck und erzeugt nur einen geringen Druckabfall. Durch verschiedene Materialkombinationen sind die Instrumente gegen ätzende Säuren und Laugen beständig. Für Wasser und für wasserähnliche Flüssigkeiten ist der MIK ebenfalls geeignet, speziell für Grund-, Kühl- und Abwasser in unterschiedlichen Zusammensetzungen. Besonderes Augenmerk liegt hier auf den Elektroden, die technisch bedingt direkten Kontakt zur Flüssigkeit haben. Für die meisten Fluide eignen sich Elektroden aus Edelstahl. Bei besonderen Herausforderungen gibt es schließlich noch Elektroden aus Hastelloy oder Tantal. Diese sind gegen fast alle aggressiven Substanzen beständig.

Über IO-Link wird der MIK an bestehende Automatisierungssysteme angebunden 
„IO-Link ist ein normierter und echtzeitfähiger Kommunikationsstandard zur Anbindung von Sensoren und Aktoren an ein intelligentes Automatisierungssystem“, erläutert Herr Heil weiter. „Motivation war stets an uns getragene Kundenbedürfnisse. Deswegen integrieren wir die bewährte IO-Link-Technologie in immer mehr Messgeräte. Der weltweite Trend spiegelt sich bei uns im Tagesgeschäft wider. Im letzten Jahr haben wir unser zehntausendstes Messgerät mit IO-Link verkauft.“

Erfolgreiche Kompaktelektronik U-PACE 
Der neue MIK verfügt dank der etablierten Kompaktelektronik U-PACE über zwei individuell konfigurierbare Ausgänge, die intuitiv bedienbar sind und kundenseitig beispielsweise als Puls-, Frequenz-, Alarm- oder Analogausgang eingestellt werden können. 

„U-PACE ist die logische Weiterentwicklung bestehender Elektronikkonzepte: Integration einer Vielzahl unterschiedlicher Messgeräte unter eine einheitliche, intuitiv bedienbare Elektronik zur Nutzung von Synergien. Das Akronym Universal Precision and Control Electronics, auf Deutsch Universelle Präzisions- und Steuerungselektronik, mit dem Untertitel Accurate Control - Enhanced Performance, auf Deutsch Präzise Steuerung - verbesserte Leistung, spiegelt die Wünsche und das Anspruchsdenken des heutigen Marktes wider, letztlich das, was der Kunde von uns erwarten will und erwarten darf,“ spricht Herr Heil weiter über seine interessante Arbeit. „Ingenieure und Techniker auf der Anlage haben weder Lust noch Zeit, bei jedem neuen Produkt Unmengen an Anleitungen zu lesen. Also war bei unserer Entwicklung die Prämisse: eine Elektronik für alles, ganz leicht bedienbar.“

Dadurch lassen sich die Geräte leicht in unterschiedliche Prozesse einbinden und stellen mit ihren kurzen Ansprechzeiten einen echten Mehrwert dar. Das Farb-Multi-Display lässt sich digital in 90° - Schritten drehen, damit bei einem Standortwechsel kein anderes Modell benötigt wird und die Anzeige unabhängig von der Position der Anschlüsse ist. Sowohl vor Ort am Display als auch über einen externen Steuereingang lässt sich der gewünschte Dosiervorgang starten und stoppen. Dabei wird die gewünschte Menge über die Tasten eingestellt.

Der Grundbaustein für jedes Messvorhaben 
Die Flexibilität der Gerätefamilie zeigt sich in der Nutzerführung und dem Funktionsumfang. Alle Einstellungen lassen sich bequem über vier optische Tasten vor Ort auf dem Display einstellen. Funktionen wie Temperaturmessung, Teilmengenanzeige oder Maximaldurchfluss lassen sich auf die genannten Hotkeys legen, damit nicht ständig über mehrere Steuerungsebenen im Menü navigiert werden muss. Dies lässt sich ebenso sicher mit den meisten Handschuhen durchführen. Die mehrzeilige Anzeige bietet einen besseren Überblick als vergleichbare Geräte und bildet neben dem Messwert die entsprechende Einheit oder andere Zusatzinformationen ab. Diese Übersichtlichkeit wird nochmals durch die Mehrfarbigkeit des Displays verstärkt: Beispielsweise ändert sich die Farbe, wenn ein bestimmtes Durchflussvolumen erreicht worden ist. Dadurch sieht der Nutzer bereits aus der Distanz, wenn eine bestimmte Menge dosiert ist oder ein Grenzwert überschritten wurde.

„Die Kunden dürfen gespannt sein, welche Produktinnovation wir als nächstes auf den Markt bringen werden“, führt Herr Heil weiter aus, während er gleichzeitig auf die integrierte Temperaturmessung und die hohe Messbereichsspanne von bis zu 50:1 des MIK hinweist. „Die Herausforderung ist es, zur richtigen Zeit Punktwissen aus den Bereichen Mess- und Verfahrenstechnik marktgerecht zu integrieren und die neuen Geräte zu fertigen.“

Fluidhandling

Präzise, smart und kostengünstig: magnetisch-induktiver Durchflussmesser MIK erweitert die Messmöglichkeiten für neutrale und aggressive Medien

Innovativer Aufbau mit effektiver Kompaktelektronik und IO-Link

Durchfluss- und Dosiermesser gibt es viele, denn verschiedene Medien stellen unterschiedliche Anforderungen an die Messgeräte. Die Experten der KOBOLD Messring GmbH hatten sich daher dem Ziel verschrieben, eine maximal flexible modulare Lösung zu entwickeln, die für sämtliche Anwendungsfälle und Medien gleichermaßen geeignet ist, ohne Abstriche bei der Präzision oder Materialbeständigkeit zu riskieren. Hierfür nutzt der MIK die neue Kompaktelektronik U-PACE, die Durchflussanzeige und Dosierung gleichzeitig übernimmt, anstatt separate Elektronikeinheiten zur Auswertung nutzen zu müssen. Dadurch ist der MIK von KOBOLD für nahezu alle Anwendungen wie Durchflussmessung, Durchflussüberwachung, Abfüllung und Mengenerfassung beispielsweise in der Lebensmittel-, Chemie- und Papierindustrie ebenso geeignet wie für die aggressiven Fluide der Bauindustrie. Die Messbereiche sind von 0,01 bis 700 Liter pro Minute großzügig und für alle Anforderungen ausgelegt.

„Der weltweite Markt für magnetisch-induktive Durchflussmesser ist mit über fünf Millionen Geräten stabil“, weiß Dipl. Ing. Manfred Heil, Entwicklungsleiter bei der KOBOLD Messring GmbH. Das ist auch wenig verwunderlich, bedient sich diese Art der Messung doch eines bewährten physikalischen Prinzips: Gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz wird in einem Leiter, der sich in einem magnetischen Feld bewegt, eine Spannung induziert. Das elektrisch leitfähige Messmedium entspricht dabei dem bewegten Leiter. „Die durch die Flüssigkeit induzierte Spannung ist proportional zur Durchflussgeschwindigkeit und somit ein Maß für den Volumendurchfluss. Die induzierte Spannung wird über zwei Elektroden der Elektronik zugeführt. Über den bekannten Innendurchmesser wird der Volumenstrom errechnet und ausgegeben“, erklärt Heil.

Das Messergebnis ist allerdings größtenteils abhängig davon, wie die entsprechende Elektronik ausgelegt ist, um ein optimales Ergebnis für den jeweiligen Anwendungsfall zu gewährleisten. Für viele Anlagenbetreiber bedeutet dies, an der ein oder anderen Stelle Abstriche in Kauf nehmen zu müssen, da die meisten Durchflussmesser in Bezug auf ihren Funktionsumfang eingeschränkt sind. In der Praxis heißt das: eine Vielzahl an unterschiedlichen Messgeräten muss in Anlagen eingebaut werden. „Wir wollten dieses Problem umgehen, indem wir bewährte Technologie so kombinieren, dass ihr Einsatzspektrum automatisch erweitert wird, ohne Abstriche bei der Präzision in Kauf nehmen zu müssen“, erklärt Heil. „Deswegen haben wir zwei bewährte Produkte, den magnetisch-induktiven Durchflussmesser MIK und die Kompaktelektronik U-PACE, kombiniert und weiterentwickelt.“

Kompaktelektronik vielseitig konfigurierbar

Flexibilität und Vielfältigkeit stehen auch bei der Steuerung im Vordergrund. U-PACE war für KOBOLD die logische Weiterentwicklung bestehender Elektronikkonzepte und steht für „Universal Precision and Control Electronics“ mit dem Untertitel „Accurate Control - Enhanced Performance“. „Mit diesem Konzept gelang es, eine Vielzahl unterschiedlicher Messgeräte unter eine einheitliche, intuitiv bedienbare Elektronik zur Nutzung von Synergien zu vereinen“, beschreibt Heil. „Ingenieure und Techniker auf der Anlage haben weder Lust noch Zeit, bei jedem neuen Produkt Unmengen an Anleitungen zu lesen. Also war bei unserer Entwicklung die Prämisse: eine Elektronik für alles, ganz leicht bedienbar.“ Der neue MIK verfügt dank der etablierten Kompaktelektronik U-PACE über zwei individuell konfigurierbare Ausgänge, die intuitiv bedienbar sind und kundenseitig beispielsweise als Puls-, Frequenz-, Alarm- oder Analogausgang konfiguriert werden können. Darüber hinaus gewährleistet der MIK eine zuverlässige Durchflussmessung elektrisch leitfähiger Flüssigkeiten ohne bewegliche Teile. Deswegen sind Verschleiß und mechanisches Versagen ausgeschlossen. Das wartungsfreie Gerät ist platzsparend, misst bidirektional und sowohl niedrige als auch hohe Durchflussraten. Geringe Ein- und Auslaufstrecken ermöglichen es, den MIK ebenso unter beengten Raumverhältnissen zu installieren.

Der MIK ist unempfindlich gegen Schwankungen von Viskosität, Dichte, Temperatur oder Druck und erzeugt nur einen geringen Druckabfall. Gleichzeitig sind die Messgeräte aufgrund verschiedener Materialkombinationen gegen ätzende Säuren und Laugen beständig. Für Wasser und für wasserähnliche Flüssigkeiten ist der MIK ebenfalls geeignet, speziell für Grund-, Kühl- und Abwasser in unterschiedlichen Zusammensetzungen. „Besonderes Augenmerk lag bei der Entwicklung auf den Elektroden, die technisch bedingt direkten Kontakt zur Flüssigkeit haben“, erklärt Heil. „Für die meisten Fluide eignen sich Elektroden aus Edelstahl. Bei besonderen Herausforderungen sind auch Elektroden aus Hastelloy® oder Tantal verfügbar. Diese sind gegen fast alle aggressiven Substanzen beständig.

Anbindung an bestehende Automatisierungssysteme über IO-Link

U-PACE nutzt wie viele KOBOLD-Messgeräte die bewährte IO-Link-Technologie, einen normierten und echtzeitfähigen Kommunikationsstandard zur Anbindung von Sensoren und Aktoren an ein intelligentes Automatisierungssystem. Dadurch wird die Anbindung der Messtechnik an nahezu alle gängigen Prozesse und Anlagenkonzepte ermöglicht und stellt mit ihren kurzen Ansprechzeiten einen echten Mehrwert dar.

Hervorzuheben sind hierbei die Nutzerführung und der Funktionsumfang. Das Farb-Multi-Display lässt sich digital in 90° - Schritten drehen, damit bei einem Standortwechsel kein anderes Modell benötigt wird und die Anzeige unabhängig von der Position der Anschlüsse ist. Sowohl vor Ort am Display als auch über einen externen Steuereingang lässt sich der gewünschte Dosiervorgang starten und stoppen. Dabei wird die gewünschte Menge über die vier Tasten eingestellt, über die auch alle Einstellungen auswählbar sind. Funktionen wie Temperaturmessung, Teilmengenanzeige oder Maximaldurchfluss lassen sich auf die Hotkeys legen, damit nicht ständig über mehrere Steuerungsebenen im Menü navigiert werden muss. Dies lässt sich ebenso sicher mit den meisten Handschuhen durchführen. Zudem bietet die mehrzeilige Anzeige einen besseren Überblick als vergleichbare Geräte und bildet neben dem Messwert die entsprechende Einheit oder andere Zusatzinformationen ab. Diese Übersichtlichkeit wird nochmals durch die Mehrfarbigkeit des Displays verstärkt: Beispielsweise ändert sich die Farbe, wenn ein bestimmtes Durchflussvolumen erreicht worden ist. Dadurch sieht der Nutzer bereits aus der Distanz, wenn eine bestimmte Menge dosiert ist oder ein Grenzwert überschritten wurde. „Wir sind schon sehr gespannt auf das Feedback und die Erfahrungen der Kunden. Die Herausforderung bei jeder Neu- und Weiterentwicklung ist es, zur richtigen Zeit Punktwissen aus den Bereichen Mess- und Verfahrenstechnik marktgerecht zu integrieren und die neuen Geräte zu fertigen“, resümiert Heil.