Was das Tempo für die Vereinigten Papierwerke AG oder das Bobby Car für die BIG-Spielwarenfabrik ist, ist der Liquiphant für Endress+Hauser – ein eigener Gattungsbegriff für Vibronik-Grenzstandschalter. Die Erfolgsgeschichte begann 1983 mit dem FTL160, entwickelte sich über viele Stationen und Jahre weiter bis in die Gegenwart – das Zeitalter der Digitalisierung. Endress+Hauser will diese Erfolgsgeschichte nun mit einer neuen Generation Liquiphant fortschreiben. Das Hauptaugenmerk bei der Neuentwicklung lag auf den Themen Sicherheit, Digitalisierung und Bedienbarkeit.

Die Entwicklung des Ur-Liquiphants

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Natürlich kann man die Frage stellen, warum man bei einem Feldgerät, das weltweit über sechs Millionen Mal installiert ist, überhaupt eine neue Generation auf den Markt bringen muss. Um dies nachvollziehen zu können, lohnt sich ein Blick in die Chronik des Familienunternehmens und die Erfindung des Messprinzips Vibronik. Bereits Ende der Siebzigerjahre hatte Georg H. Endress die Vision, einen neuartigen Sensor zu entwickeln. Dieser sollte vollmetallisch und damit dauerhaft dicht sein. Mit einem Stab sollte er zuverlässig in allen gängigen Anwendungen prüfen, ob Flüssigkeit in einem Tank oder Behälter vorhanden ist. Mit diesen Vorgaben stellte er seine Entwickler vor eine komplexe Aufgabe. Kapazitiv und konduktiv fielen als Messprinzipien aus, da sie nicht vollmetallisch umzusetzen waren. Sie mussten also komplett neu denken. Schließlich präsentierten sie ihrem Chef eine symmetrische Zweistablösung. Ein piezoelektrischer Antrieb bringt die zwei Stäbe in Form einer Gabel in Schwingung. Sobald ein Medium die Metallgabel bedeckt, ändert sich die Schwingfrequenz und der Sensor verwandelt die Information in ein Ausgangssignal. Auch wenn es sich dabei nicht um die ursprünglich gewünschte Einstablösung handelte, war ein neues Messprinzip geboren, das unabhängig vom Medium den Grenzstand detektiert: die Vibronik.

Das Messgerät kam im Jahr 1983 mit der schwingenden Gabel schließlich auf den Markt. Aus den Vorschlägen eines Namenswettbewerbs der Mitarbeitenden für das neue Produkt wählte Georg Endress einen Namen aus: Liquiphant – entstanden aus dem Bild eines Elefanten mit zwei Stoßzähnen in Flüssigkeit. Tatsächlich ging das Wagnis mit der neuen Technologie auf. Für den Verkaufsstart im ersten Jahr rechneten die Projektverantwortlichen bei Endress+Hauser mit 500 Stück. Tatsächlich wurden im ersten Jahr bereits 5.000 Exemplare verkauft. Die Entwickler überarbeiteten zügig das Design, damit es dem tatsächlichen Bedarf gerecht wurde, besser zu produzieren war und den Anforderungen an einen Topseller entsprach.

Neuerungen des Liquiphant FTL51

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Der neue Liquiphant ist vollständig nach IEC61508 entwickelt und kann somit direkt in SIL2 und in homogener Redundanz auch in SIL3-Applikationen eingesetzt werden. Sämtliche Kennwerte der funktionalen Sicherheit haben sich deutlich verbessert, was sich in einer gesteigerten Anlagensicherheit und -verfügbarkeit widerspiegelt. In Kombination mit der WHG-Zulassung zum Einsatz als Überfüllsicherung oder Leckageüberwachung ist der neue Liquiphant somit beinahe der sicherste Vibronik-Grenzschalter auf dem Markt. Und beinahe auch nur deswegen, weil lediglich noch der Liquiphant FailSafe – ebenfalls aus dem Hause Endress+Hauser – bessere Kennzahlen aufweist. Intern redundant aufgebaut kann der Liquiphant FailSafe als Einzelmessgerät direkt bis SIL3 eingesetzt werden.

Neben der Sicherheit und Einfachheit lag das Hauptaugenmerk der Neuentwicklung auf der Digitalisierung. Die Namur-Roadmap »Process-Sensors-4.0« beinhaltet drei Schlüsselkriterien für digitale Prozesssensoren. Diese müssen Möglichkeiten zur kabellosen Kommunikation und zur Sensordiagnose bieten sowie Informationen über Sensor und Prozess liefern. Der neue Liquiphant erfüllt diese Anforderungen und bietet darüber hinaus weitere Funktionen. Über eine optional bestellbare Bluetooth-Schnittstelle erhält der Nutzer Zugriff auf Sensordaten und Heartbeat-Technology-Funktionen. Im ersten Schritt kann der Betreiber mobil mit der SmartBlue-App von Endress+Hauser auf das Gerät zugreifen und Geräte- und Diagnoseinformationen erhalten. Er sieht den Zustand des Liquiphant auf den ersten Blick. Dies wird ihm, zusätzlich zu Klartextmeldungen, mit Symbolen gemäß NE107 angezeigt.

Ein appbasierter Wizard führt den Nutzer durch eine jederzeit verfügbare Geräteverifikation und erstellt ein entsprechendes Verifikationsprotokoll. Dafür muss weder das Gerät ausgebaut noch der Prozess unterbrochen werden. Das hierdurch generierte Protokoll enthält eine Übersicht über den Verlauf der Schwingfrequenzen. Hierbei handelt es sich um richtungsweisende Monitoring-Werte, welche Aussagen etwa über Ansatzbildung oder Korrosion ermöglichen. Der neue Liquiphant verfügt über eine Korrosionserkennung – diese generiert eine Warnung, bevor der Sensor ausfällt. Dadurch gewinnt der Betreiber Zeit, um Ersatz zu beschaffen oder eine Revision zu planen, bei gleichzeitig maximaler Anlagenverfügbarkeit.

Auch hinsichtlich Effizienz, etwa bei der Durchführung von wiederkehrenden Prüfungen nach SIL und WHG, bietet der neue Liquiphant Vorteile; appbasierte Wizards unterstützen bei der Durchführung von wiederkehrenden Prüfungen am Gerät. Sie führen Schritt für Schritt durch die erforderliche Prüfprozedur, wobei Erklärungen und Schaubilder zur Vermeidung systematischer Fehler beitragen. Am Ende einer Prüfung generiert die SmartBlue-App automatisch ein entsprechendes SIL- oder WHG-Prüfprotokoll, welches direkt aus der App abgelegt oder per E-Mail versendet werden kann. Hierdurch kommt es für den Betreiber zu einer Zeitersparnis und gleichzeitig zu einer Steigerung der Anlagensicherheit.

Millionenfach bewährt und Industrie-4.0-ready

Der neue Liquiphant FTL51 ist im digitalen Zeitalter angekommen. Das zuverlässige, wartungsfreie und universell einsetzbare Messprinzip Vibronik bildet in Verbindung mit Heartbeat-Technology für Diagnose, Verifikation und Monitoring einen Grenzschalter, der seinesgleichen sucht. Somit wird der Pionier der Vibronik zum Pionier des Grenzstandschalters mit voller Industrie-4.0-Tauglichkeit mit dem Ziel, Abläufe zu vereinfachen, die Sicherheit zu steigern und die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen.