Mit der neuen IIoT-Lösung haben Anwender Füllstände im Blick, die sie bisher gar nicht sehen konnten.

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80-GHz-Radar Füllstände in mobilen Behältern drahtlos erfassen

17.09.2020

Mit einer neuen Lösung kommen Anwendern an Daten heran, die sie bisher nicht erfassen konnten: Ein 80-GHz-Radar-Füllstandsmessgerät in Verbindung mit einem IIoT-Ökosystem misst Füllstände in mobilen Behältern wie IBCs und sendet seine Messwerte nach einmaliger Inbetriebnahme regelmäßig in die Cloud.

In vielen Industrien werden für die Lagerung und den Transport von Flüssigkeiten stapelbare Container verwendet. Für sie gibt es zahlreiche Anwendungen in der Chemie und in der Lebensmittelindustrie, auch in der Wasser- und Abwasserwirtschaft sind sie weit verbreitet.

Gemein ist all diesen Behältnissen, dass sie oft dezentral genutzt und mehr oder weniger häufig transportiert werden, um sie zum Beispiel neu zu befüllen. Beispiele für Medien in IBCs sind Reinigungsmittel, Zusatzstoffe, Verflüssiger für Beton oder Fällmittel zur Phosphatfällung in Kläranlagen. Diese Flüssigkeiten sind in manchen Fällen auch verderblich und werden deshalb nur in kleinen Mengen vorgehalten.

Bislang nur Schätzungen über Füllstände

Für all diese Anwendungen konnten Betreiber der IBCs bisher nur schätzen, wie die Füllstände in den Behältern sind, da sie nicht automatisch ermittelt werden konnten. Dies gilt auch für die Gruppe der Supplier und Distributoren, die die Verfügbarkeit von in IBCs gelagerten Medien an Produktionsstandorten sicherstellen.

Sollten die Füllstände dennoch bestimmt werden, mussten Mitarbeiter periodisch alle IBCs anfahren und die Pegelstände manuell bestimmen – eine sehr zeitintensive Arbeit, die zudem auch keine tages-, stunden- oder gar minutengenauen Daten lieferte. Für die Betreiber ist es jedoch sehr wichtig, Transparenz über die Füllstände oder Bestände zu erlangen.

Üblicherweise kommen die IBCs an Orten zum Einsatz, an denen keine Kabelverbindungen zum Prozessleitsystem bestehen: Hier waren Messungen bisher nicht möglich beziehungsweise ein Verlegen von Kabeln extra für die Füllstandsmessung nicht wirtschaftlich. Mit dem Füllstandsmessgerät Micropilot FWR30 von Endress+Hauser ist es nun in Verbindung mit dem IIoT-Ökosystem Netilion möglich, jederzeit und von überall auf die Füllstände zuzugreifen und zudem zu wissen, wo sich der Behälter befindet.

Drei Minuten bis zur digitalen Messstelle

Die Einrichtung und Digitalisierung der Messstelle ist durch das Gerätedesign und die Cloud-Anbindung per Mobilfunk denkbar einfach und schnell erledigt – auch im Vergleich zum Aufwand zur Inbetriebnahme einer herkömmlichen Füllstandsmessstelle mit Einbindung in ein Prozessleitsystem. Nach etwa dreiminütiger Installations- und Einrichtungsarbeit stehen die Daten visuell aufbereitet bereit, sind in der Cloud verfügbar und je nach Bedarf in verschiedenen Anwendungen nutzbar.

Die Installation geht auch deshalb so schnell vonstatten, weil das Gerät komplett drahtlos arbeitet und keine Verkabelung nötig ist. Bei Bedarf kann das Gerät auch wieder vom IBC demontiert werden, zum Beispiel für den Batteriewechsel. So lässt sich mit wenig Aufwand eine intelligente Bestandsüberwachung von Flüssigkeiten bewerkstelligen.

Für die berührungslose Messung kommt die 80-GHz-Radar-Technologie zum Einsatz. Der Mikrowellenstrahl des Geräts dringt dabei durch die Plastikbehältnisse und liefert einen sehr zuverlässigen Messwert. Dieser wird auch nicht durch Schaumbildung im Behälter beeinträchtigt.

Zusätzlich ermittelt das Gerät auch die Position über die Mobilfunkzelle. Dies funktioniert auch dann zuverlässig, wenn viele IBCs übereinandergestapelt werden. Des Weiteren verfügt der Micropilot FWR30 über einen Sensor zur Messung der Außentemperatur. Auch der Batteriestatus wird in die Cloud übermittelt.

Die Datenübertragung des Micropilot FWR30 erfolgt sicher über das Mobilfunknetz in die Cloud. Die Messdaten sowie die weiteren erfassten Informationen sind mit mobilen Endgeräten oder stationären Desktop-Rechnern jederzeit und von überall abrufbar. Weitere Geräte oder eine separate Verkabelung sind für die Cloud-Anbindung nicht nötig, die Messlösung funktioniert als „Cloud-only“-Ansatz gänzlich ohne ein Prozessleitsystem.

Software für verschiedene Anwendungsfälle

Ein wesentlicher Bestandteil der Lösung zur Füllstandsmessung in mobilen Behältern ist das IIoT-Ökosystem Netilion, das auf die in der Cloud gespeicherten Daten zugreift und diese für verschiedene Anwendungsfälle aufbereitet beziehungsweise sie als Basis für weitergehende Berechnungen verwendet. Bei Netilion werden die Anwendungen in einem „Freemium“-Modell angeboten, bei dem die Einbindung von bis zu 15 Messstellen gratis ist. Erst darüber hinaus fallen für weitere Messstellen Kosten an. Nutzer können flexibel aus einem breiten Dienstleistungsportfolio, bestehend aus den drei Bausteinen Netilion Value, Netilion Inventory (demnächst verfügbar) und SupplyCare Hosting, wählen und die Leistung sukzessive an die eigenen Anforderungen anpassen.

Der einfachste Anwendungsfall ist die Digitalisierung von Füllstandsmessstellen, um eine Übersicht über die Messwerte in verschiedenen IBCs zu erhalten. Diesen Anwendungsfall deckt Netilion Value ab. Hier lassen sich Messstellen einfach in Betrieb nehmen, die Daten über die Pegelstände werden übersichtlich visualisiert. Der Funktionsumfang erstreckt sich sowohl über aktuelle als auch über historische Messdaten, sodass sich auch eine Entwicklung der Füllstände ablesen lässt. Außerdem sind Informationen über die Position der Tanks, den Geräte- und Batteriezustand sowie über die Umgebungstemperatur abrufbar.

Es lassen sich des Weiteren Alarmpegel einrichten. Wenn diese frei definierbaren Minimal- oder Maximalfüllstände erreicht sind, wird der Anwender darüber informiert. Zusätzliche Messstellen lassen sich mit wenigen Klicks hinzufügen, die Daten sind jeweils sofort nach der Inbetriebnahme einsatzbereit.

Einen im Vergleich zu Netilion Value erweiterten Funktionsumfang bietet Netilion Inventory, das über die einfache Anzeige von Messwerten hinaus auch ein einfaches und übersichtliches Bestandsmanagement ermöglicht. Dieses wird zum Beispiel mit einer Funktion zur Volumenberechnung der IBCs realisiert. Auch können mit Netilion Inventory Forecasts zu den Füllständen generiert, die freien Lagerkapazitäten können errechnet werden. Somit bietet diese Applikation ein Mehr an Informationen über den Status von Tanks, Silos und Behältern.

Profi-Tool für umfassendes Bestandsmanagement

Anwender, die ein Monitoring komplexer Logistikketten anstreben und die Messdaten gegebenenfalls auch an Dritte wie Lieferanten, Kunden oder Partnern weitergeben möchten, finden in SupplyCare Hosting ein leistungsfähiges Tool. Dieses bietet einen Funktionsumfang, der über den von Netilion Value und Netilion Inventory hinausgeht. Ein rollenbasiertes Usermanagement ist ebenso möglich wie die Anpassung der Zugriffsrechte Dritter.

Neben der Anzeige einer Ereignishistorie ermöglicht SupplyCare Hosting auch eine Übersicht und Auswertung von Leistungskennzahlen wie dem Durchschnittsbestand, der Effizienz oder der Umschlagshäufigkeit der gelagerten oder transportierten Flüssigkeiten. Für eine Steigerung der Effizienz von Logistikprozessen ermöglicht SupplyCare Hosting eine anwenderfreundliche Bedarfsplanung. Ein weiteres Leistungsmerkmerkmal dieser Softwarelösung ist es, dass die Daten mit allen gängigen ERP-Systemen synchronisiert werden können.

Bildergalerie

  • Digitale Füllstandsüberwachung von Kunststofftanks: Endress+Hauser hat das weltweit erste kabellose 80-GHz-Radar-Füllstandsmessgerät auf den Markt gebracht.

    Bild: Endress+Hauser

  • So einfach geht IIoT: Innerhalb von drei Minuten lässt sich der neue Micropilot FWR30 auf IBCs installieren.

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  • Messung in mobilen Behältern: mit dem Füllstandsmessgerät FWR30 und dem IIoT-Ökosystem Netilion kein Problem.

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  • Netilion Value: Füllstände lassen sich auch von mehreren Messstellen schnell und übersichtlich anzeigen.

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  • Netilion Value zeigt auch historische Daten an, so lassen sich Veränderungen der Füllstände nachvollziehen.

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  • Weil der Micropilot FWR30 auch Positionsdaten an die Cloud schickt, wissen Anwender stets, wo sich der IBC befindet.

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  • Nutzer werden beim Erreichen eines Alarmpegels benachrichtigt.

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