SITRANS MultiRanger 200 und Ultraschall-Sensoren Echomax Genaue Biogas-Messungen rund um die Welt Mit einer wachsenden Bevölkerung, die einen steigenden Bedarf an Energieressourcen hat, ist Biogas eine erneuerbare Alternative zu fossilen Brennstoffen. Biogas entsteht durch das Vergasen von Gülle, Bioabfall und Biomasse. Nach seiner Entstehung kann es jedoch nicht einfach komprimiert und in flüssiger Form gespeichert werden. Eine Zwischenspeicherung ist deshalb unerlässlich. Eine weitverbreitete Variante zur Speicherung von Biogas sind sogenannte Doppelmembran-Gasspeicher (DMGS). Sowohl die äußere als auch die innere Hülle der Membrane werden aus beidseitig PVC-beschichtetem Polyestergewebe gefertigt. Die äußere Hülle schützt vor Witterungseinflüssen wie Wind oder Schnee, während die innere den eigentlichen Gasspeicher darstellt. Unter die Außenmembrane des Gasspeichers wird Luft geblasen. Dadurch baut sich im Stützluftraum ein Überdruck auf, der die Außenmembrane stabil in Form hält und das Biogas schützt. [Abb. 1] Ein führender Hersteller von Doppelmembran-Gasspeichern ist die Fa. Sattler AG aus Österreich. Das 1875 durch August Sattler gegründete Unternehmen hat sich einen Weltruf als Hersteller industrieller Textilien erarbeitet. siemens.com/ultrasonic Figure 1: Aufbau eines Doppelmembran-Gasspeichers. Der Ultraschall-Sensor Echomax von Siemens ist an der äußeren Hülle (I) montiert. Seit mehr als 30 Jahren bauen die Sattler AG und ihre deutsche Tochterfirma Ceno Membrane Technology GmbH textile Gasspeicher für verschiedenste Anwendungsbereiche. Tatsächlich ist das System der DoppelmembranGasspeicher rund um die Welt zu finden. Aufgabenstellung Für den Betrieb ist es unumgänglich, über den genauen Füllgrad des Gasspeichers informiert zu sein. Die Innenmembrane bläht sich entsprechend der enthaltenen Biogasmenge auf bzw. lässt Luft ab. Ein Füllstandmesssystem ist deshalb erforderlich, um den Füllgrad der inneren Hülle zu überwachen. Vor einigen Jahren hat die Sattler AG nach einer berührungslosen Messmethode für diese Aufgabe gesucht. Beim Umgang mit gashaltigen Brennstoffen ist die Messgenauigkeit jedoch wesentlich. Der Einsatz mechanischer Messmethoden, wie z. B. eines Messseils, kann den Wartungsbedarf erhöhen, da bewegliche Teile instand gehalten und gereinigt werden müssen. Berührungslose Messgeräte wie Ultraschallsysteme bieten sowohl Messgenauigkeit als auch geringe Wartung. Lösung Die Sattler AG hat sich nach ausführlichen Tests unterschiedlicher Hersteller und Messmethoden für Siemens Ultraschallgeräte als Lösung für diese Messaufgabe entschieden. Nun werden in Speichern mit einer Höhe von 10 Metern (32.8 feet) der SITRANS MultiRanger 200 mit dem Die Sattler AG verfügt über ein breites Produktprogramm an Gasspeichern als passende Lösung für jedes Anlagenkonzept. Ultraschall-Sensor Echomax XPS-15 eingesetzt. Die größeren Speicher werden mit dem Ultraschall-Auswertegerät SITRANS LU01 und einem Ultraschall-Sensor Echomax XPS-30 ausgerüstet. Mittig an dem höchsten Punkt der äußeren Hülle ist der Ultraschall-Sensor in einer integrierten Halterung montiert. Der Ultraschall-Sensor sendet pulsartig Schallwellen aus. Diese werden von der inneren Gasmembran reflektiert und zum Sensor zurückgesendet. Von der Auswerteelektronik MultiRanger 200 bzw. SITRANS LU01 wird der Abstand gemessen, daraus der Füllstand berechnet und kontinuierlich angezeigt. Die Auswertegeräte können z. B. im Schaltschrank, Kontrollraum oder direkt am Gasspeicher (im Ex-freien Bereich) montiert werden. Nutzen Da die Ultraschall-Sensoren Siemens Echomax keine Wartung benötigen und eventuell entstehendes Kondensat oder Verschmutzung durch ihren Selbstreinigungseffekt selbsttätig entfernen, sind sie die ideale Lösung für eine solche Applikation im Freien. Die Auswertegeräte MultiRanger 200 und SITRANS LU01 integrieren die patentierte Software Sonic Intelligence, die gewährleistet, dass der Füllstand auch bei wechselnden Betriebszuständen zuverlässig gemessen wird. Ein weiterer Vorteil sind die frei programmierbaren Relais in diesem Ultraschall-System. Diese kann man als Schaltpunkte oder Alarmfunktionen wie Echoverlust, Kabelbruch, Kurzschluss etc. programmieren und zur weiteren Verarbeitung in die Steuerung einbinden. Eine Kalkulation www.siemens.com/ultrasonic MultiRanger 200 liefert eine kontinuierliche und genaue Füllstandüberwachung in den Gasspeichern der Sattler AG. Externer Gasspeicher zu Lagerung des Heliums für den Zeppelin in der Wüste Kalahari. des Volumens ist direkt in den Auswertegeräten möglich und sehr einfach zu programmieren. Mit wenigen einzustellenden Parametern sind die Geräte betriebsbereit. Die Firma Sattler AG hat für alle Speicher einen Standard-Parametersatz zusammengestellt. Dieser kann mittels des Handprogrammiergeräts oder der Software Simatic PDM in die Geräte eingegeben werden. Dies ermöglicht eine Programmierung der Geräte schon vor der Auslieferung an den Endkunden und eine Reduzierung der Inbetriebnahmezeit vor Ort. Parametersätze können abgespeichert, dupliziert und ausgedruckt werden. Viele Diagnosefunktionen wie die Ansicht eines Echoprofils und Fehlermeldungen stehen zur Verfügung. Herr Bruno Pirer von der Sattler AG hebt hervor: „Die SITRANS Ultraschallgeräte sind seit vielen Jahren die erste Wahl für unsere Messaufgabe. Sie arbeiten höchst zuverlässig und sind leicht zu programmieren. Die wartungsfreien Sensoren sind ideal für unsere Anwendung. Die Kombination unserer Gasspeicher mit Siemens UltraschallFüllstandmesstechnik hat sich auf Anlagen weltweit bestens bewährt.“ Siemens AG Industry Sector Sensors and Communications 76181 KARLSRUHE GERMANY Subject to change without notice Available as pdf only © Siemens AG 2013 The information provided in this case study contains merely general descriptions or characteristics of performance which in case of actual use do not always apply as described or which may change as a result of further development of the products. An obligation to provide the respective characteristics shall only exist if expressly agreed in the terms of the contract. All product designations may be trademarks or product names of Siemens AG or supplier companies whose use by third parties for their own purposes violate the rights of the owners. www.siemens.com/ultrasonic
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