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Das Testbild hat ausgedient

Text: Torsten Czech, Optris
Testbilder zeigten früher das Ende des Fernsehprogrammes an oder auch Störungen in der Übertragung. Ist die Übertragung der Wärmebilderfassung während der Produktion gestört, sind die Auswirkungen jedoch bedenklicher als ein vermasselter Fernsehabend. Um die Ausfallsicherheit der Daten gewährleisten zu können, überwachen üblicherweise Temperatursensoren die gesamte Messkette. Nun können das auch Wärmebildkameras übernehmen.

Sind Wärmebildkameras in sicherheitsrelevante automatisierte Prozesse eingebunden, muss eine kontinuierliche Prozessüberwachung im 24/7-Betrieb gewährleistet werden. Viele schnell laufende Prozesse erzeugen pro Minute so hohe Stückzahlen, dass ein unbemerkter Ausfall der Temperaturmessung einen immensen Teil an Ausschuss erzeugt. Wird beispielsweise durch einen Defekt in der Kameraelektronik immer derselbe Temperaturwert übermittelt, ist es der Steuerung nicht mehr möglich, die Prozesstemperatur an die sich ändernden Anforderungen anzupassen. Noch gravierender wäre der Schaden in der Papierindustrie: Wenn aufgrund einer defekten Leitungsverbindung permanent eine zu geringe Temperatur an die Steuerung gemeldet wird, überhitzen dadurch die Trocknungswalzen. Ein solcher Fehler kann dazu führen, dass sich die auf der Walze befindende Papierbahn entzündet.

Ausfallsichere Auslegung

Um eine sicherheitsrelevante 24/7-Messdatenüberwachung gewährleisten zu können, müssen alle daran beteiligten Komponenten Fail-Safe aufgebaut sein, also ausfallsicher. Man unterscheidet zwischen statischem und dynamischen Fail-Safe. Beim statischen werden die Komponenten so verbaut oder verdrahtet, dass sich bei einem Ausfall ein sicherer Zustand einstellt. Der Nachteil dieser Methode liegt in der Manipulierbarkeit der Komponenten, mit der recht einfach ein sicherer Zustand vorgetäuscht werden kann. Im Gegensatz dazu werden beim dynamischen Fail-Safe Zustandsänderungen der angeschlossenen Komponenten überwacht. Reaktionen werden immer durch Zustandsänderungen ausgelöst.

Dynamische Überwachung

Optris bietet hierfür ein Prozess-­Interface für Wärmebildkameras namens PIF. Es verfügt über eine dynamische Fail-Safe-Überwachung, bei der sowohl die Hardware der PI-Infrarotkamera mit allen Kabelverbindungen als auch der externe Rechner, auf dem die kostenfreie Analyse-Software PI Connect läuft, im Betrieb permanent überwacht werden. Das System wird dynamisch auf

  • Fehlfunktionen der Wärmebild­kamera oder der Software,

  • Ausfall der Spannungsversorgung,

  • Unterbrechungen der USB-Leitung,

  • Ausfall der PIF-Spannungs­versorgung,

  • Unterbrechungen der Verbindungsleitung zwischen Kamera und PIF,

  • und Brüche an der Fail-Safe-Leitung

überwacht und gegebenenfalls über ein potenzialfreies Relais an die Prozesssteuerung gemeldet.

Eine Besonderheit ist die Kontrolle des externen Rechners in diesem Überwachungsprozess. Die Auswertung des in die IR-Kamera integrierten Bildzählers sorgt für die Überwachung der drei Hardware-Komponenten Kamera, PIF und PC sowie der Kamera-Software PI Connect. Drei analoge Ein- und Ausgänge, ein digitaler Ein- sowie drei digitale Ausgänge lassen sich in ihrer Funktionalität mit Software fest­legen und ermöglichen so
eine bestmögliche Einbindung in den Produktions­prozess.

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