Messtechnik für die Prozessindustrie

Durchfluss: Magnetisch-induktive Durchflussmesser (MID) sind der Standard für leitfähige Medien (σ ≥ 5 µS/cm), bieten keine beweglichen Teile und Genauigkeiten bis ±0,2 % vom Messwert. Coriolis-Massedurchflussmesser messen direkt Massenstrom und Dichte, ideal für Abrechnungen und Batch-Prozesse. Vortex-Zähler eignen sich für Dampf und Gase. Druck: Piezoelektrische Sensoren für dynamische Messung, piezoresistive Transmitter für statischen Betriebsdruck. Füllstand: Radar (geführt oder freiabstrahlend) ist mediaunabhängig und lichtgeschützt; Ultraschall bei nicht klebenden Medien bis 10 bar.

IEC 60770 und NAMUR NE 43 definieren Anforderungen an Transmitter in der Prozessautomation. Messgenauigkeit wird angegeben als Prozent vom Endwert (%FS) oder Prozent vom Messwert (%MV) – letzteres ist für Geräte mit großem Messbereich vorteilhafter. Wiederkehrende Kalibrierung gemäß DIN EN ISO/IEC 17025 ist in GMP-Anlagen dokumentationspflichtig. Für sicherheitsgerichtete Messungen (SIL-Einstufung nach IEC 61511) sind Geräte mit zertifiziertem Safety Manual und geprüften PFD-Werten (Probability of Failure on Demand) erforderlich. Rückführbarkeit der Kalibrierung auf nationale Normale der PTB ist Standard in geregelten Bereichen.

HART (Highway Addressable Remote Transducer) bleibt in der Brownfield-Industrie dominant: Digitalkommunikation über bestehende 4-20 mA-Leitungen ohne zusätzliche Verkabelung. Profibus PA ist der Feldbus-Standard für explosionsgefährdete Zonen (eigensichere Speisung). Foundation Fieldbus H1 ermöglicht Regelfunktionen im Gerät selbst. IO-Link (IEC 61131-9) gewinnt in der Fabrikautomation an Bedeutung: Punkt-zu-Punkt-Kommunikation mit Diagnosedaten, automatisiertes Geräteprofil-Upload. OPC UA als semantisches Kommunikationsprotokoll schafft die Basis für IIoT-Gateways; Hersteller wie Endress+Hauser und KROHNE bieten herstellerübergreifende FieldEdge-Geräte, die HART- in OPC-UA-Signale übersetzen.

In explosionsgefährdeten Bereichen (Zonen 0–2 für Gas, 20–22 für Staub) müssen Geräte nach ATEX-Richtlinie 2014/34/EU und IEC 60079-Normenreihe zertifiziert sein. Zündschutzarten wie Ex i (eigensicher), Ex d (druckfeste Kapselung) und Ex ec (erhöhte Sicherheit) sind je nach Zone wählbar. Für sicherheitsinstrumentierte Systeme (SIS) gemäß IEC 61511 müssen Messumformer und finale Stellglieder gemeinsam eine Sicherheitsintegrität der Stufe SIL 1–3 nachweisen. Zu beachten ist die Systemarchitektur (1oo1, 1oo2, 2oo3 – Abstimmung im HAZOP-Verfahren) sowie die Proof-Test-Intervalle, die direkten Einfluss auf den erreichbaren SIL-Level haben.