Tankfüllstand per Funk überwachen: Batterie, Funkabdeckung und Alarmgrenzen richtig planen

Ein abgelegener Tank wird mit einem neuen Füllstandsensor ausgestattet. Der Messwert vor Ort ist korrekt, die Funkübertragung funktioniert bei der Inbetriebnahme und im Dashboard erscheint ein plausibler Füllstand. Trotzdem fehlen einige Wochen später regelmäßig Datenpakete. Nach einigen Monaten wird zusätzlich die Batterie deutlich schneller leer als erwartet.

In einem anderen Fall funktioniert die Funkverbindung zuverlässig, doch der Bediener erhält den Niedrigfüllstandalarm erst dann, wenn für die Nachlieferung praktisch keine Reaktionszeit mehr bleibt.

Beide Beispiele zeigen:

Eine zuverlässige IIoT-Tanküberwachung besteht nicht nur aus einem Füllstandsensor.

Die gesamte Mess- und Übertragungskette muss zusammen geplant werden:

• Messprinzip und Sensor,
• Tankgeometrie,
• Mess- und Sendeintervall,
• Funkstandard,
• Gateway beziehungsweise Mobilfunkabdeckung,
• Position der Funkeinheit beziehungsweise Antenne,
• Batterieversorgung,
• Grenzwerte und Alarmverzögerungen,
• Datenpufferung und Kommunikationsüberwachung,
• Wartungs- und Batteriewechselstrategie.

Gerade bei abgelegenen Tanks, mobilen Behältern und weit verteilten Versorgungsnetzen entscheidet häufig nicht die Genauigkeit des Sensors über die Zuverlässigkeit des Systems, sondern die richtige Auslegung der Funk- und Alarmstrategie.

Geeignete Lösungen finden Sie bei ICS Schneider unter IIoT Füllstandüberwachung. Weitere Lösungen für die Vernetzung von Messstellen finden Sie unter IIoT Lösungen.

Wie funktioniert eine drahtlose Tanküberwachung?

Bei einer klassischen kabelgebundenen Füllstandsmessung wird der Messwert beispielsweise als:

• 4…20 mA,
• 0…10 V,
• HART,
• Modbus

an eine SPS oder ein Leitsystem übertragen.

Bei einem abgelegenen Tank ist eine solche Verkabelung jedoch häufig:

• zu teuer,
• technisch aufwendig,
• bei mobilen Tanks nicht möglich,
• oder wegen großer Entfernungen unwirtschaftlich.

Eine IIoT-Lösung ergänzt die eigentliche Füllstandsmessung deshalb um eine Funkübertragung.

Vereinfacht besteht das System aus:

Tank → Füllstandsensor → Funkknoten → Funknetz → Gateway/Netzwerk → Server/Cloud → Dashboard/Alarm

Jeder dieser Schritte kann die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems beeinflussen.

Ein hochgenauer Sensor hilft wenig, wenn das Funksignal den Tankstandort nicht zuverlässig verlässt.

Umgekehrt hilft eine perfekte Funkverbindung wenig, wenn ein ungeeignetes Messprinzip einen falschen Füllstand liefert.

Sensor, Funkknoten, Gateway und Cloud unterscheiden

Bei der Planung werden verschiedene Systemkomponenten häufig miteinander vermischt.

Füllstandsensor

Er ermittelt die eigentliche Prozessgröße:

• Füllhöhe,
• Abstand zur Oberfläche,
• hydrostatischen Druck,
• Schwimmerposition.

Funkeinheit beziehungsweise Funkknoten

Die Funkeinheit übernimmt den Messwert und sendet ihn drahtlos weiter.

Je nach System kann sie:

• direkt Bestandteil des Messgerätes sein,
• an einen vorhandenen 4…20-mA-Sensor angeschlossen werden,
• über eine digitale Schnittstelle mit dem Sensor kommunizieren.

Gateway

Bei einem LoRaWAN- beziehungsweise LPWAN-System stellt das Gateway die Verbindung zwischen Funkfeld und IP-Netzwerk her.

Ein Gateway kann dabei Daten vieler räumlich verteilter Messstellen empfangen.

Backend beziehungsweise Cloud

Dort werden beispielsweise:

• Messwerte gespeichert,
• Tankvolumina berechnet,
• Trends dargestellt,
• Grenzwerte überwacht,
• Benachrichtigungen ausgelöst.

Vor der Geräteauswahl sollte die gesamte Architektur definiert werden – nicht nur der Sensor.

Radar, hydrostatisch oder Schwimmer?

Die Funkübertragung ändert nichts an den grundsätzlichen Regeln der Füllstandsmessung.

Zuerst muss das für Tank und Medium passende Messprinzip gewählt werden.

Der Funkstandard sollte erst ausgewählt werden, wenn klar ist:

Welche Messgröße entsteht am Sensor und wie muss sie weiterverarbeitet werden?

Berührungslose Radarmessung

Bei einem Radarsensor wird der Abstand zwischen Sensor und Mediumoberfläche berührungslos bestimmt.

Bei bekannter Tankgeometrie kann daraus die Füllhöhe berechnet werden.

Vorteile sind insbesondere:

• kein Eintauchen des Sensors in das Medium,
• keine hydrostatische Dichteabhängigkeit,
• geringer mechanischer Verschleiß.

Für eine Funkanwendung muss jedoch unterschieden werden zwischen:

• dem Radar-Messsignal innerhalb des Tanks,
• dem externen Funkweg der IIoT-Kommunikation.

Dass der Radarsensor im Metalltank zuverlässig misst, bedeutet nicht automatisch, dass ein LoRaWAN-Signal aus einem metallischen Einbauraum heraus ebenfalls zuverlässig übertragen wird.

Hydrostatische Füllstandsmessung

Bei einer offenen Tankanlage gilt vereinfacht:

p = ρ · g · h

mit:

• p = hydrostatischer Druck,
• ρ = Dichte des Mediums,
• g = Erdbeschleunigung,
• h = Flüssigkeitshöhe.

Damit ergibt sich:

h = p / (ρ · g)

Die Funkübertragung kann perfekt funktionieren und trotzdem ein falscher Füllstand angezeigt werden, wenn für die Umrechnung eine falsche Dichte verwendet wird.

Das ist insbesondere relevant bei:

• wechselnden Medien,
• temperaturabhängiger Dichte,
• Ölen und Kraftstoffen,
• Chemikalien,
• Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzung.

Bei geschlossenen beziehungsweise druckbeaufschlagten Tanks muss zusätzlich der Gasraumdruck berücksichtigt werden.

Schwimmer- und Reed-Messung

Eine weitere Möglichkeit ist die direkte Erfassung der Flüssigkeitsoberfläche über einen Schwimmer.

Der Schwimmer folgt dem Füllstand und überträgt seine Position magnetisch auf das Messsystem.

Dieses Prinzip ist besonders interessant, wenn eine:

• direkte mechanische Füllstandserfassung,
• klar definierte Tankgeometrie,
• robuste Prozesslösung

gewünscht ist.

Hier muss insbesondere die Dichte des Mediums zur Schwimmerauslegung passen.

Ist die Mediumdichte zu niedrig, kann der Schwimmer nicht korrekt aufschwimmen.

Der bei ICS angebotene WIKA FLRU arbeitet mit einer Reed-Messkette und ist speziell zur Kombination mit der WIKA-Funkeinheit NETRIS®3 vorgesehen.

Füllhöhe ist nicht automatisch Tankvolumen

Ein Füllstandsensor misst zunächst häufig eine Höhe beziehungsweise einen Abstand.

Der Anwender benötigt jedoch beispielsweise:

• Liter,
• Kubikmeter,
• Prozent Tankinhalt,
• verbleibende Reichweite in Tagen.

Bei einem senkrechten zylindrischen Tank mit konstantem Querschnitt ist die Umrechnung einfach:

V = A · h

Bei anderen Geometrien ist der Zusammenhang nicht linear.

Beispiele:

• horizontaler Zylindertank,
• Kugeltank,
• konischer Tankboden,
• Tank mit mehreren geometrischen Bereichen.

Eine Anzeige von:

50 % Füllhöhe

muss deshalb nicht immer exakt:

50 % Tankvolumen

bedeuten.

Für solche Tanks sollte eine:

• Tankkennlinie,
• Strapping-Tabelle,
• oder geometrische Volumenlinearisierung

verwendet werden.

Besonders Alarmgrenzen für Bestellung oder Trockenlaufschutz sollten möglichst auf dem tatsächlich verfügbaren Volumen basieren.

LoRaWAN, LPWAN oder LTE?

Für drahtlose Tanküberwachung können unterschiedliche Kommunikationswege verwendet werden.

LoRaWAN / LPWAN

Low-Power-Wide-Area-Technologien sind insbesondere für kleine Datenmengen und lange Batterielaufzeiten interessant.

Ein typischer Tankknoten muss keine großen Datenmengen übertragen.

Meist genügen:

• Füllstand,
• Batteriestatus,
• Gerätestatus,
• Zeitstempel,
• gegebenenfalls Temperatur.

Das macht LPWAN für weit verteilte Tankmessstellen besonders attraktiv.

LTE / Mobilfunk

Mobilfunk kann sinnvoll sein, wenn:

• kein eigenes LoRaWAN-Netz vorhanden ist,
• öffentliche Mobilfunkabdeckung am Standort ausreichend ist,
• größere Datenmengen übertragen werden sollen,
• eine direkte IP-Verbindung gewünscht ist.

Mobilfunk ist jedoch nicht automatisch die bessere Lösung.

Je nach Funkmodem, Netzbedingungen und Übertragungsstrategie kann der Energiebedarf höher sein.

Entscheidend ist die Anwendung

Warum „10 km Reichweite“ keine Planungsreichweite ist

Bei Funkprodukten werden häufig sehr große Maximalreichweiten angegeben.

Diese Werte dürfen nicht direkt als garantierter Radius um jedes Gateway verstanden werden.

Die tatsächliche Funkverbindung hängt unter anderem ab von:

• Gelände,
• Gebäuden,
• Stahlkonstruktionen,
• Tankgeometrie,
• Montagehöhe,
• Position von Sender und Gateway,
• Funkstörungen,
• Antennenausrichtung.

Ein Funkknoten kann auf freiem Gelände über eine große Entfernung zuverlässig funktionieren und bereits wenige hundert Meter entfernt hinter mehreren Stahlhallen eine erheblich schlechtere Verbindung besitzen.

Deshalb gilt:

Herstellerangabe zur Maximalreichweite ≠ garantierte Reichweite am tatsächlichen Tankstandort.

Metalltanks und Funkabschattung

Große Metallflächen sind für eine drahtlose Tanküberwachung besonders relevant.

Ein Stahltank kann das Funksignal:

• abschirmen,
• reflektieren,
• in bestimmte Richtungen abschatten.

Besonders ungünstig ist beispielsweise eine Funkeinheit:

• innerhalb eines geschlossenen Metallschrankes,
• zwischen zwei großen Stahltanks,
• direkt hinter einem massiven Tankkörper in Richtung Gateway,
• sehr niedrig zwischen Rohrleitungen und Stahlträgern.

Bei der Planung sollte deshalb nicht nur gefragt werden:

„Wie weit ist der Tank vom Gateway entfernt?“

Sondern:

„Welche metallischen Hindernisse befinden sich tatsächlich im Funkweg?“

Position von Funkeinheit und Antenne

Schon eine kleine Änderung der Position kann die Funkqualität deutlich verändern.

Bei der Installation sollte darauf geachtet werden, dass die Funkeinheit beziehungsweise Antenne:

• nicht unnötig durch den Tank selbst abgeschattet wird,
• nicht komplett von metallischen Bauteilen umschlossen ist,
• nicht direkt hinter großen Stahlkonstruktionen montiert wird,
• mechanisch geschützt bleibt,
• innerhalb der zulässigen Montagebedingungen des Gerätes installiert wird.

Eine möglichst hohe Montageposition kann bei bestimmten Installationen hilfreich sein.

Sie darf jedoch nicht dazu führen, dass:

• unzulässige Kabelwege entstehen,
• Ex-Anforderungen verletzt werden,
• Wartung nicht mehr sicher möglich ist.

Die funktechnisch beste Position muss gleichzeitig prozesstechnisch und mechanisch zulässig sein.

Gateway-Standort richtig wählen

Bei mehreren Tanks sollte der Gateway-Standort nicht nur nach kürzester Entfernung ausgewählt werden.

Wichtiger ist eine möglichst günstige Funkabdeckung aller relevanten Messstellen.

Ein geeigneter Standort besitzt möglichst:

• große Montagehöhe,
• wenige massive Hindernisse,
• gute Versorgung,
• zuverlässige Netzwerkverbindung,
• Wartungszugang.

Bei großen Tanklagern kann ein zentraler Standort durch:

• Stahltanks,
• Rohrbrücken,
• Gebäude

stärker abgeschattet sein als ein etwas weiter entfernter, aber höher gelegener Standort.

Vor dem endgültigen Aufbau ist deshalb eine praktische Funkprüfung sinnvoll.

Messintervall und Sendeintervall trennen

Einer der wichtigsten Punkte für die Batterielaufzeit ist die Unterscheidung zwischen:

Messintervall und Sendeintervall.

Beispielsweise könnte ein System:

• alle 60 Sekunden messen,
• aber nur alle 15 Minuten einen Funkwert übertragen.

Das kann sinnvoll sein, wenn kurzfristige Veränderungen lokal erkannt werden sollen, aber nicht jeder Messwert einzeln übertragen werden muss.

Bei langsam veränderlichen Lagertanks kann möglicherweise sogar ein deutlich längeres Intervall ausreichend sein.

Bei einem schnell befüllten beziehungsweise entleerten Prozessbehälter dagegen kann ein 60-Minuten-Sendeintervall viel zu lang sein.

Die richtige Frage lautet nicht:

„Wie häufig kann das Gerät senden?“

sondern:

„Wie häufig muss der Anwender einen neuen Messwert erhalten, damit er rechtzeitig reagieren kann?“

Was bestimmt die Batterielaufzeit?

Die Batterielebensdauer eines drahtlosen Messpunktes hängt nicht nur von der Nennkapazität der Batterie ab.

Wesentliche Einflussgrößen sind:

• Messintervall,
• Sendeintervall,
• Energiebedarf des Sensors,
• Funkleistung,
• Anzahl notwendiger Wiederholungen,
• Netzqualität,
• Temperatur,
• Selbstentladung,
• Batteriealterung,
• zusätzliche Status- oder Diagnoseübertragungen.

Ein Funkknoten, der einmal pro Stunde sendet, kann unter sonst gleichen Bedingungen erheblich länger betrieben werden als ein Gerät mit Übertragung jede Minute.

Deshalb müssen Aussagen wie:

„bis zu 10 Jahre Batterielaufzeit“

immer im Zusammenhang mit den zugrunde liegenden Betriebsbedingungen gesehen werden.

Batterielaufzeit überschlägig bewerten

Für eine erste Abschätzung kann der mittlere Stromverbrauch betrachtet werden.

Vereinfacht:

Iavg = Isleep + Imeasurement + Iradio

Die theoretische Laufzeit ergibt sich näherungsweise aus:

t ≈ Cusable / Iavg

mit:

• t = theoretische Betriebsdauer,
• C_usable = tatsächlich nutzbare Batteriekapazität,
• I_avg = mittlerer Stromverbrauch.

Für eine realistische Auslegung sollten zusätzliche Reserven berücksichtigt werden.

Denn die nominelle Batteriekapazität ist nicht in jeder Situation vollständig nutzbar.

Ein sinnvolles Konzept plant deshalb nicht so, dass die rechnerische Batterie exakt bis zum nächsten vorgesehenen Wartungstermin reicht.

Einfluss der Temperatur auf die Batterie

Outdoor-Tanks können großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sein.

Beispielsweise:

• -20 °C im Winter,
• direkte Sonneneinstrahlung im Sommer,
• hohe Oberflächentemperaturen am Tank.

Die verfügbare Batterieleistung kann temperaturabhängig sein.

Zusätzlich beeinflusst die Temperatur:

• interne Elektronik,
• Sensorversorgung,
• chemische Alterung der Batterie.

Bei einer Outdoor-Anwendung sollte deshalb nicht nur die zulässige Umgebungstemperatur des Funkgerätes geprüft werden.

Auch die geplante Wartungs- beziehungsweise Batteriewechselstrategie muss zum tatsächlichen Temperaturprofil passen.

Hi, HiHi, Lo und LoLo sinnvoll festlegen

Eine gute Fernüberwachung benötigt mehr als einen einzigen Alarm.

Typische Grenzwerte sind:

Diese Grenzen sollten nicht willkürlich als:

80 %, 90 %, 20 %, 10 %

festgelegt werden.

Entscheidend ist die tatsächliche Prozessfunktion.

Hysterese gegen Alarmflattern

Liegt ein Tankfüllstand genau an einer Alarmgrenze, kann der Messwert durch:

• Wellenbewegung,
• Messrauschen,
• Temperaturänderung,
• geringe Befüll- und Entnahmebewegungen

ständig oberhalb und unterhalb des Grenzwertes wechseln.

Ohne Hysterese entsteht dann:

Alarm → kein Alarm → Alarm → kein Alarm

.

Das führt zu unnötigen Benachrichtigungen.

Deshalb sollte eine definierte Rückschaltschwelle beziehungsweise Hysterese vorgesehen werden.

Beispiel:

• Lo-Alarm bei 25 %,
• Alarmrücksetzung erst oberhalb von 30 %.

Die konkrete Hysterese muss zum Prozess und zur Messwertstabilität passen.

Alarmgrenze aus Verbrauch und Reaktionszeit ableiten

Für Versorgungstanks ist die wichtigste Größe häufig nicht der Prozentwert, sondern die verbleibende Zeit bis zum kritischen Zustand.

Angenommen:

• verbleibendes Volumen bei Lo-Alarm: 2.000 l,
• mittlerer Verbrauch: 400 l pro Tag.

Dann beträgt die theoretische Reserve:

tReserve = 2.000 l / 400 l/Tag = 5 Tage

Benötigt der Lieferant jedoch:

• zwei Tage Dispositionszeit,
• einen zusätzlichen Sicherheitstag

ist diese Grenze möglicherweise ausreichend.

Bei einem Verbrauch von 1.000 l pro Tag wären dagegen nur noch zwei Tage verfügbar.

Die Alarmgrenze müsste entsprechend früher gesetzt werden.

Der richtige Lo-Alarm ergibt sich daher aus Tankreserve, Verbrauch, Wiederbeschaffungszeit und Sicherheitsreserve – nicht aus einer beliebigen Prozentzahl.

Rate-of-Change für Leckage und Befüllung

Neben absoluten Grenzwerten kann auch die Änderungsrate interessant sein.

Vereinfacht:

Rate = ΔV / Δt

Ein ungewöhnlich schneller Füllstandsabfall kann beispielsweise auf:

• hohen Verbrauch,
• ungeplante Entnahme,
• Leckage

hinweisen.

Ein schneller Anstieg kann dagegen eine Befüllung anzeigen.

Bei solchen Funktionen muss jedoch berücksichtigt werden:

• Messrauschen,
• Sendeintervall,
• Tankgeometrie,
• bekannte Pumpen- beziehungsweise Prozesszyklen.

Ein Rate-of-Change-Alarm sollte deshalb nicht aus zwei einzelnen Messpunkten ohne Plausibilisierung abgeleitet werden.

Was passiert bei Funkausfall?

Eine der wichtigsten Fragen bei der IIoT-Auslegung lautet:

Was passiert, wenn für mehrere Stunden keine Funkverbindung besteht?

Mögliche Systemkonzepte sind:

• nur aktuelle Werte senden,
• Messwerte lokal puffern und später nachsenden,
• nur Ereignisse beziehungsweise Grenzwerte lokal verarbeiten,
• Kommunikationsausfall separat melden.

Nicht jede Funkeinheit unterstützt automatisch jede dieser Funktionen.

Deshalb sollte bereits bei der Systemauswahl festgelegt werden:

• ob Messwerte während eines Ausfalls verloren gehen dürfen,
• wie lange Daten lokal gespeichert werden müssen,
• ob nach Wiederherstellung der Verbindung historische Daten nachgeliefert werden sollen,
• wo Alarmregeln ausgeführt werden.

Bei sicherheits- oder versorgungskritischen Tanks darf eine Cloud-Verbindung nicht ohne weitere Prüfung die einzige Schutzebene darstellen.

Kommunikationsausfall ebenfalls alarmieren

Ein besonders gefährlicher Zustand ist:

Der Füllstand liegt möglicherweise unterhalb des Alarmwertes – aber der letzte empfangene Messwert ist mehrere Stunden alt.

Deshalb sollte das System nicht nur Prozessgrenzwerte überwachen, sondern auch die Aktualität der Daten.

Beispiel:

• reguläres Sendeintervall: 15 Minuten,
• letzter Messwert älter als 45 oder 60 Minuten,
• Kommunikationsalarm auslösen.

Damit wird aus:

Füllstand = 42 %

eine wesentlich aussagekräftigere Information:

Füllstand = 42 %, gemessen vor 7 Minuten, Kommunikation OK

.

Warum der Zeitstempel zum Messwert gehört

Ein Messwert ohne Zeitinformation kann bei einer Funkanwendung gefährlich missverstanden werden.

Im Dashboard sollte deshalb klar erkennbar sein:

• wann der Wert gemessen wurde,
• wann er übertragen wurde,
• ob die Messstelle aktuell online ist.

Besonders nach einer Funkunterbrechung muss verhindert werden, dass ein alter Wert wie ein aktueller Zustand aussieht.

Für die Datenhaltung sind daher sinnvoll:

• Zeitstempel,
• Messstellen-ID,
• Messwert,
• Einheit,
• Status beziehungsweise Qualitätskennzeichen.

Besonderheiten bei mobilen Tanks

Bei mobilen Tanks verändert sich nicht nur der Füllstand, sondern möglicherweise auch die Funkumgebung.

Ein Tank kann:

• heute auf einem freien Betriebshof,
• morgen zwischen zwei Hallen,
• später in einer Lagerhalle

stehen.

Eine Funkverbindung, die bei der Inbetriebnahme funktioniert, muss deshalb nicht an jedem späteren Standort identisch sein.

Für mobile Anwendungen sollte geklärt werden:

• welche Einsatzgebiete abgedeckt werden müssen,
• ob dort LoRaWAN-/LPWAN-Abdeckung vorhanden ist,
• ob ein Mobilfunknetz geeigneter ist,
• wie Kommunikationsausfälle behandelt werden.

Geofencing nur mit Positionsdaten

Bei mobilen Behältern wird häufig zusätzlich eine Geofencing-Funktion gewünscht.

Dabei wird beispielsweise ein Alarm ausgelöst, wenn ein Tank:

• einen definierten Standort verlässt,
• ein bestimmtes Lager erreicht,
• außerhalb einer erlaubten Zone betrieben wird.

Dafür werden jedoch Positionsinformationen benötigt.

Ein LoRaWAN-Füllstandsmesswert allein ist noch keine GPS- beziehungsweise GNSS-Ortung.

Geofencing muss deshalb als eigene Systemfunktion geplant werden.

Je nach Architektur kann hierfür beispielsweise:

• GNSS,
• Mobilfunkortung,
• eine andere verfügbare Positionsinformation

notwendig sein.

Funküberwachung im Ex-Bereich

Viele Tankanwendungen befinden sich in explosionsgefährdeten Bereichen.

Das betrifft beispielsweise:

• Kraftstoffe,
• Lösungsmittel,
• Chemikalien,
• petrochemische Produkte.

In diesem Fall muss die gesamte Feldinstallation zur jeweiligen Ex-Zone und Zündschutzanforderung passen.

Es reicht nicht aus, nur einen eigensicheren Füllstandsensor auszuwählen.

Zu prüfen sind unter anderem:

• Sensorzulassung,
• Funkeinheit,
• Verbindung zwischen Sensor und Funkeinheit,
• Kabel und Steckverbinder,
• zulässige Installationszone,
• Wartungs- und Batteriewechselvorgaben.

Mit NETRIS®2 und NETRIS®3 stehen bei ICS beispielsweise Funkeinheiten zur Verfügung, die für entsprechende Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen ausgelegt sind.

Wartung und Batteriewechsel planen

„Batteriebetrieben“ bedeutet nicht „wartungsfrei“.

Ein sinnvoller Wartungsplan berücksichtigt:

• Batteriezustand,
• Alter der Batterie,
• Funkqualität,
• Sensorzustand,
• Verschmutzung,
• mechanische Beschädigungen,
• Dichtungen und Steckverbindungen,
• Kalibrier- beziehungsweise Prüfbedarf.

Besonders sinnvoll ist ein Batteriewechsel nicht erst bei völliger Entladung.

Stattdessen sollte ein definierter:

• Wartungszeitraum,
• Kapazitätsalarm,
• oder Batterie-Restwert

als Auslösekriterium verwendet werden, sofern das verwendete System entsprechende Informationen bereitstellt.

Typische Fehlerbilder bei der drahtlosen Tanküberwachung

Systematische Inbetriebnahme einer IIoT-Tankmessstelle

Eine strukturierte Inbetriebnahme verhindert, dass Sensor-, Funk- und Softwarefehler miteinander verwechselt werden.

1. Messaufgabe definieren: Füllhöhe, Volumen, Prozentfüllstand oder Vorratsreichweite?
2. Medium dokumentieren: Dichte, Temperatur, chemische Eigenschaften und gegebenenfalls Ex-Einstufung.
3. Tankgeometrie erfassen: Höhe, Volumen, Form und relevante Toträume.
4. Messprinzip auswählen: Radar, hydrostatisch, Schwimmer oder anderes geeignetes Verfahren.
5. Messbereich festlegen: Nullpunkt und Endpunkt sauber definieren.
6. Volumenkennlinie hinterlegen: Falls Höhe und Volumen nicht linear zusammenhängen.
7. Funkstandard festlegen: LoRaWAN/LPWAN, Mobilfunk oder vorhandene Infrastruktur.
8. Standort untersuchen: Gebäude, Tanks und Stahlkonstruktionen berücksichtigen.
9. Funkposition bestimmen: Abschattung durch Tank und Metallgehäuse vermeiden.
10. Gatewayposition prüfen: Funkabdeckung aller vorgesehenen Messstellen testen.
11. Messintervall definieren: An Prozessdynamik anpassen.
12. Sendeintervall definieren: Reaktionszeit gegen Batterieverbrauch abwägen.
13. Batteriekonzept prüfen: Temperatur und Wartungszeitraum berücksichtigen.
14. Alarmgrenzen definieren: Hi, HiHi, Lo, LoLo entsprechend Prozessanforderungen.
15. Hysterese festlegen: Alarmflattern verhindern.
16. Kommunikationsalarm festlegen: Alter des letzten Messwertes überwachen.
17. Offline-Verhalten definieren: Datenverlust, lokale Pufferung und Nachsenden klären.
18. Sensor lokal prüfen: Messwert mit bekanntem Füllstand beziehungsweise Referenz vergleichen.
19. End-to-End-Test durchführen: Sensorwert bis zum Dashboard verfolgen.
20. Alarm simulieren: Grenzwert und Benachrichtigung gezielt testen.
21. Funkunterbrechung simulieren: Kommunikationsalarm kontrollieren.
22. Dokumentieren: Sensor, Funkgerät, Messbereich, Grenzwerte, Intervalle und Batteriedaten festhalten.

Praxisbeispiel: abgelegener Versorgungstank

Auf einem Industriegelände soll ein abgelegener Versorgungstank künftig nicht mehr täglich manuell kontrolliert werden.

Der Tank befindet sich ungefähr 600 m vom Hauptgebäude entfernt.

Zwischen Hauptgebäude und Tank stehen:

• zwei Produktionshallen,
• eine Rohrbrücke,
• mehrere große Metallbehälter.

Schritt 1: Messaufgabe festlegen

Benötigt werden:

• aktueller Füllstand,
• Tankinhalt in Prozent,
• Lo-Alarm für Nachbestellung,
• LoLo-Alarm als kritischer Mindestbestand,
• Kommunikationsüberwachung.

Schritt 2: Messintervall festlegen

Der Tankinhalt verändert sich während des normalen Betriebes nur langsam.

Eine Übertragung jede Minute wäre deshalb nicht erforderlich.

Für die Anwendung wird beispielsweise eine deutlich langsamere Übertragung gewählt, sodass ausreichende Aktualität und Batterielaufzeit sinnvoll gegeneinander abgewogen werden.

Schritt 3: Funkverbindung prüfen

Eine erste Montageposition auf der dem Hauptgebäude abgewandten Tankseite liefert eine instabile Verbindung.

Der Funkknoten wird anschließend an einer geeigneteren Position angebracht.

Dadurch reduziert sich die Abschattung durch den Tankkörper.

Schritt 4: Gateway prüfen

Das Gateway wird nicht ausschließlich nach der kürzesten geometrischen Entfernung ausgewählt.

Eine höhere Position mit günstigerem Funkweg zu den Tankmessstellen liefert die stabilere Verbindung.

Schritt 5: Lo-Alarm berechnen

Der durchschnittliche Verbrauch beträgt:

350 l/Tag

Zwischen Bestellung und Lieferung können bis zu vier Tage vergehen.

Zusätzlich wird ein Sicherheitspuffer von zwei Tagen gefordert.

Die notwendige Reserve beträgt damit:

VReserve = 350 l/Tag × 6 Tage = 2.100 l

Der Lo-Alarm sollte deshalb so gelegt werden, dass mindestens ungefähr diese nutzbare Menge verbleibt.

Eine pauschale Einstellung von 10 % wäre nur dann sinnvoll, wenn diese 10 % tatsächlich mindestens der erforderlichen Reserve entsprechen.

Schritt 6: Kommunikationsalarm definieren

Neben dem Füllstand wird die Aktualität der Messstelle überwacht.

Bleiben über mehrere erwartete Übertragungsintervalle neue Daten aus, wird ein separater Kommunikationsalarm erzeugt.

Schritt 7: Ausfall testen

Bei der Inbetriebnahme wird die Funkverbindung gezielt unterbrochen.

Damit wird geprüft:

• wie das Dashboard den letzten Messwert kennzeichnet,
• wann der Kommunikationsalarm ausgelöst wird,
• wie sich das System nach Wiederherstellung der Verbindung verhält.

Ergebnis: Nicht die reine Sensorinstallation, sondern die gemeinsame Planung aus Messstelle, Funkposition, Übertragungsintervall und Alarmreserve macht die Tanküberwachung zuverlässig.

Passende ICS-Produkte für die IIoT-Tanküberwachung

WIKA NETRIS®1 – Standardsensoren drahtlos in IIoT-Systeme integrieren

Die WIKA NETRIS®1 ist besonders interessant, wenn ein Füllstandsensor mit einem klassischen Normsignal in eine drahtlose Überwachung eingebunden werden soll.

Die bei ICS gelistete Funkeinheit kann Signale angeschlossener Messgeräte verarbeiten, unter anderem:

• 4…20 mA,
• 0…10 V,
• Pt100 beziehungsweise Pt1000 in 2- oder 3-Leiter-Technik.

Für die drahtlose Kommunikation stehen je nach Ausführung beziehungsweise Konfiguration unter anderem:

• LoRaWAN®,
• mioty®,
• Bluetooth®

zur Verfügung.

Die Funkübertragung kann batteriebetrieben oder extern versorgt erfolgen.

ICS nennt für die NETRIS®1 eine Übertragungsreichweite von bis zu 10 km und eine Batterielebensdauer von bis zu 10 Jahren.

Für die Auslegung müssen diese Maximalwerte jedoch mit der tatsächlichen:

• Funkabdeckung,
• Sendehäufigkeit,
• Sensorversorgung,
• Umgebungstemperatur

abgeglichen werden.

Die NETRIS®1 eignet sich damit beispielsweise für die Nachrüstung bereits vorhandener Füllstandsensoren mit Normsignalausgang.

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA NETRIS®1 bei ICS Schneider.

WIKA NETRIS®2 – zwei 4…20-mA-Eingänge für Ex-Anwendungen

Die WIKA NETRIS®2 ist für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen.

Die bei ICS gelistete Ausführung bietet:

• LoRaWAN®-Übertragung,
• batteriebetriebene Funkübertragung auf LPWAN-Basis,
• zwei eigensichere analoge 4…20-mA-Eingänge,
• Übertragungsreichweite bis zu 10 km unter entsprechenden Bedingungen,
• Batterielebensdauer bis zu 10 Jahren unter entsprechenden Bedingungen.

Damit ist NETRIS®2 besonders interessant, wenn ein vorhandener beziehungsweise geeigneter Füllstandsmessumformer mit 4…20-mA-Ausgang drahtlos angebunden werden soll und die Installation in einem explosionsgefährdeten Bereich erfolgt.

Die zwei Eingangssignale können außerdem für Anwendungen interessant sein, in denen mehrere analoge Messgrößen gemeinsam übertragen werden müssen.

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA NETRIS®2 bei ICS Schneider.

WIKA NETRIS®3 – LoRaWAN-Funkeinheit für passende WIKA-Messgeräte

Die WIKA NETRIS®3 ist ebenfalls für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen ausgelegt.

Im Unterschied zur NETRIS®2 erhält die Funkeinheit ihre Messdaten bereits digital von einem passenden WIKA-Messgerät über eine eigensichere Schnittstelle.

Die bei ICS gelistete NETRIS®3 bietet unter anderem:

• LoRaWAN®-Übertragung,
• batteriebetriebene LPWAN-Kommunikation,
• konfigurierbare Datenpakete,
• Schutzart IP65,
• Verbindung mit passendem WIKA-Messgerät über Steckverbinder,
• Übertragungsreichweite bis zu 10 km unter entsprechenden Bedingungen,
• Batterielebensdauer bis zu 10 Jahren unter entsprechenden Bedingungen.

Für die Tanküberwachung ist NETRIS®3 besonders interessant in Verbindung mit dafür vorgesehenen WIKA-Füllstandsmessgeräten wie dem FLRU.

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA NETRIS®3 bei ICS Schneider.

WIKA FLRU – Reed-Füllstandstransmitter für die Kombination mit NETRIS®3

Der WIKA FLRU ist ein Reed-Füllstandstransmitter, der ausdrücklich für die Kombination mit der WIKA-Funkeinheit NETRIS®3 vorgesehen ist.

Der Füllstand wird über einen Magnetschwimmer erfasst.

Das Magnetsystem des Schwimmers betätigt eine Widerstandsmesskette im Gleitrohr. Dadurch entsteht ein zur Füllstandshöhe proportionales Signal.

Die bei ICS gelistete Ausführung bietet unter anderem:

• IIoT-Fähigkeit in Verbindung mit NETRIS®3,
• Prozesstemperaturen von -80 … +200 °C,
• Betriebsdruck von Vakuum bis 80 bar,
• Grenzdichte ab 400 kg/m³,
• verschiedene Prozessanschlüsse und Werkstoffe,
• eigensichere Ausführung Ex i.

Gerade bei der Auswahl des FLRU muss die im Beitrag beschriebene Dichte berücksichtigt werden.

Der Schwimmer muss zum Medium und seiner Dichte passen.

FLRU und NETRIS®3 bilden dadurch eine technisch aufeinander abgestimmte Lösung für die webbasierte Fernüberwachung von Flüssigkeitsfüllständen.

Weitere Informationen finden Sie unter WIKA FLRU bei ICS Schneider.

Welche Lösung passt zu welchem Aufbau?

Eine Übersicht der aktuell bei ICS angebotenen Lösungen finden Sie unter IIoT Füllstandüberwachung bei ICS Schneider.

Fazit

Eine zuverlässige drahtlose Tanküberwachung beginnt nicht bei der Cloud und endet nicht beim Füllstandsensor.

Entscheidend ist die vollständige Messkette:

Tank → Messprinzip → Sensor → Funkeinheit → Funkstrecke → Gateway beziehungsweise Netzwerk → Datenverarbeitung → Alarm.

Zuerst muss das richtige Füllstandsmessverfahren ausgewählt werden.

Bei hydrostatischer Messung ist beispielsweise die Dichte relevant, bei Schwimmermessungen die Schwimmerauslegung und bei berührungsloser Messung die Tankgeometrie und Einbausituation.

Anschließend muss die Funkstrecke realistisch geplant werden.

Große Metalltanks, Stahlhallen und Rohrbrücken können die Funkabdeckung erheblich beeinflussen. Eine im Datenblatt genannte Maximalreichweite ist daher kein Ersatz für eine Prüfung am tatsächlichen Standort.

Besonders wichtig ist außerdem die Trennung von Messintervall und Sendeintervall. Nicht jeder lokal erfasste Messwert muss zwingend sofort übertragen werden. Ein sinnvoll gewähltes Übertragungsintervall kann die Batterielaufzeit deutlich verbessern.

Die Alarmgrenzen sollten ebenfalls aus dem Prozess abgeleitet werden. Für einen Versorgungstank ist ein Lo-Alarm dann sinnvoll, wenn nach seiner Auslösung noch genügend Vorrat für:

• Reaktionszeit,
• Bestellung,
• Lieferzeit,
• Sicherheitsreserve

vorhanden ist.

Neben dem eigentlichen Füllstand sollte unbedingt auch die Aktualität der Daten überwacht werden. Ein alter Messwert darf nicht wie ein aktueller Tankzustand aussehen.

Für bestehende Sensoren bietet sich je nach Anwendung beispielsweise eine Funknachrüstung über NETRIS®1 beziehungsweise NETRIS®2 an. Für eine aufeinander abgestimmte schwimmerbasierte IIoT-Füllstandslösung stehen der WIKA FLRU und NETRIS®3 zur Verfügung.

Für die Praxis gilt deshalb:

Tank und Medium definieren → Messprinzip auswählen → Höhe in Volumen korrekt umrechnen → Funkstandard festlegen → reale Funkabdeckung prüfen → Funkeinheit sinnvoll positionieren → Mess- und Sendeintervall festlegen → Batterielaufzeit mit Reserve planen → Hi/HiHi/Lo/LoLo und Hysterese definieren → Kommunikationsausfall überwachen → Offline-Verhalten festlegen → End-to-End-Inbetriebnahme durchführen.

FAQ: Tankfüllstand per Funk und IIoT überwachen

Wie kann ein Tankfüllstand aus der Ferne überwacht werden?

Ein Füllstandsensor erfasst den Tankinhalt beziehungsweise die Füllhöhe. Eine Funkeinheit überträgt den Messwert beispielsweise über LoRaWAN, ein anderes LPWAN oder Mobilfunk an ein Gateway beziehungsweise Backend, wo er dargestellt und überwacht werden kann.

Welches Messprinzip eignet sich für einen Tank?

Das hängt von Medium, Tankgeometrie, Druck, Temperatur und Einbausituation ab. Typische Verfahren sind Radar, hydrostatische Messung, Schwimmer-/Reed-Messung und magnetostriktive Füllstandserfassung.

Ist Radar für eine Funk-Tanküberwachung geeignet?

Grundsätzlich ja. Das Füllstandsmessverfahren und die externe Funkübertragung sind zwei getrennte Funktionen. Ein geeignetes Ausgangssignal des Radarsensors muss mit der vorgesehenen Funkeinheit kompatibel sein.

Kann ein hydrostatischer Füllstandsensor drahtlos angebunden werden?

Ja, wenn sein Ausgangssignal zu einer geeigneten Funkeinheit passt. Bei der hydrostatischen Füllstandsmessung muss zusätzlich die Dichte des Mediums berücksichtigt werden.

Warum ist die Dichte bei hydrostatischer Füllstandsmessung wichtig?

Der hydrostatische Druck ergibt sich aus p = ρ × g × h. Ändert sich die Dichte, verändert sich bei gleicher Füllhöhe der gemessene Druck.

Warum ist die Dichte auch bei Schwimmer-Füllstandsensoren wichtig?

Der Schwimmer muss im Medium ausreichend Auftrieb erzeugen. Deshalb besitzt eine Schwimmerausführung eine definierte Mindest- beziehungsweise Grenzdichte.

Was ist LoRaWAN?

LoRaWAN ist eine Funktechnologie beziehungsweise Netzwerkarchitektur für die energiearme Übertragung kleiner Datenmengen über vergleichsweise große Entfernungen. Dies macht sie für verteilte IIoT-Messstellen besonders interessant.

Ist LoRaWAN für Tanküberwachung geeignet?

Ja. Füllstandsmessstellen erzeugen meist nur kleine Datenmengen und benötigen häufig keine sekündliche Übertragung. Dadurch passen sie grundsätzlich gut zu Low-Power-Wide-Area-Anwendungen.

Was ist besser: LoRaWAN oder LTE?

Das hängt von Infrastruktur und Anwendung ab. LPWAN ist besonders interessant für kleine Datenmengen und lange Batterielaufzeiten. Mobilfunk kann sinnvoll sein, wenn öffentliche Netzabdeckung vorhanden ist und kein eigenes Gateway aufgebaut werden soll.

Wie weit reicht LoRaWAN bei einem Tank?

Die tatsächliche Reichweite hängt stark von Gelände, Gebäuden, Metallkonstruktionen, Montageposition und Gateway-Standort ab. Maximalangaben eines Gerätes sollten deshalb nicht als garantierte Reichweite der konkreten Anlage betrachtet werden.

Kann ein Metalltank das Funksignal abschirmen?

Ja. Große Metallflächen können Funksignale reflektieren und abschatten. Die Position von Funkeinheit beziehungsweise Antenne sollte deshalb bereits bei der Anlagenplanung berücksichtigt werden.

Kann eine Funkeinheit in einem Metallschrank montiert werden?

Ein vollständig geschlossenes Metallgehäuse kann die Funkübertragung erheblich beeinträchtigen. Die konkrete Montage muss daher entsprechend Geräteanforderungen und Funksituation geplant werden.

Warum funktioniert Funk auf einer Tankseite besser als auf der anderen?

Der metallische Tankkörper kann den direkten Funkweg zum Gateway abschatten. Dadurch kann die Position der Funkeinheit einen deutlichen Einfluss auf die Verbindung besitzen.

Wo sollte ein LoRaWAN-Gateway installiert werden?

Möglichst so, dass zwischen Gateway und Messstellen wenige massive Hindernisse liegen. Eine größere Montagehöhe kann hilfreich sein. Zusätzlich müssen Versorgung, Netzwerkanschluss und Wartungszugang berücksichtigt werden.

Muss ich vor der Installation eine Funkmessung durchführen?

Bei kritischen oder stark abgeschatteten Standorten ist eine praktische Prüfung der Funkabdeckung sehr sinnvoll. Eine reine Entfernungsberechnung berücksichtigt Stahlkonstruktionen und Gebäude nicht ausreichend.

Was ist der Unterschied zwischen Messintervall und Sendeintervall?

Das Messintervall bestimmt, wie häufig der Sensor einen neuen Wert ermittelt. Das Sendeintervall bestimmt, wie häufig Daten tatsächlich über Funk übertragen werden.

Muss jeder gemessene Füllstand sofort übertragen werden?

Nicht zwingend. Bei langsam veränderlichen Tanks kann ein längeres Sendeintervall ausreichen. Die Aktualität muss jedoch zur notwendigen Reaktionszeit der Anwendung passen.

Wie kann die Batterielaufzeit verlängert werden?

Ein geeignetes Mess- und Sendeintervall, stabile Funkbedingungen und eine auf die Anwendung abgestimmte Messkette können den Energieverbrauch reduzieren. Das Intervall darf jedoch nicht so lang werden, dass kritische Änderungen zu spät erkannt werden.

Warum verkürzt schlechte Funkabdeckung möglicherweise die Batterielaufzeit?

Je nach Funkarchitektur können ungünstige Verbindungsbedingungen zusätzliche Kommunikationsvorgänge beziehungsweise Wiederholungen verursachen. Deshalb sollten Funkqualität und Energieplanung gemeinsam betrachtet werden.

Wie lange hält eine Batterie in einem IIoT-Funksensor?

Das hängt von Gerät, Batterie, Mess- und Sendeintervall, Umgebungstemperatur und Funkbedingungen ab. Für verschiedene NETRIS-Funkeinheiten nennt ICS unter geeigneten Bedingungen Batterielaufzeiten von bis zu 10 Jahren.

Sollte ich mit der maximal angegebenen Batterielaufzeit planen?

Nein. Für eine reale Wartungsplanung sollte eine ausreichende Reserve vorgesehen werden. Umgebungstemperatur, tatsächliche Funkbedingungen und gewählte Intervalle müssen berücksichtigt werden.

Welche Alarmgrenzen sind für einen Tank sinnvoll?

Häufig werden Hi, HiHi, Lo und LoLo verwendet. Die konkreten Werte müssen sich aus dem Prozess, der benötigten Reserve, Überfüllschutz, Pumpenbetrieb und Reaktionszeit ergeben.

Was ist ein Lo-Alarm?

Ein Lo-Alarm kennzeichnet einen niedrigen Füllstand und kann beispielsweise eine Nachbestellung oder Disposition auslösen.

Was ist ein LoLo-Alarm?

LoLo kennzeichnet normalerweise einen kritisch niedrigen Zustand, bei dem beispielsweise eine Versorgung ausfallen oder eine Pumpe gefährdet werden könnte.

Warum sollte ein Lo-Alarm nicht einfach auf 10 % gesetzt werden?

Weil 10 % Tankinhalt je nach Tankgröße und Verbrauch völlig unterschiedliche Restlaufzeiten ergeben. Die Grenze sollte aus verbleibendem Volumen, Verbrauch, Lieferzeit und Sicherheitsreserve abgeleitet werden.

Was ist Hysterese bei einem Füllstandalarm?

Eine Hysterese legt eine separate Rückschaltschwelle fest. Dadurch wird verhindert, dass ein Messwert direkt an einer Grenze ständig Alarm ein- und ausschaltet.

Was bedeutet Rate-of-Change?

Dabei wird nicht nur der absolute Füllstand betrachtet, sondern seine Änderung pro Zeit. Ein ungewöhnlich schneller Abfall kann beispielsweise ein Hinweis auf hohe Entnahme oder eine mögliche Leckage sein.

Kann eine Funk-Tanküberwachung Leckagen erkennen?

Eine ungewöhnliche Füllstandsänderung kann als Indikator verwendet werden. Ob daraus zuverlässig auf eine Leckage geschlossen werden kann, hängt jedoch von Tankbetrieb, Messgenauigkeit und bekannten Entnahmen ab.

Was passiert, wenn die Funkverbindung ausfällt?

Das hängt von der Systemarchitektur ab. Deshalb sollte festgelegt werden, ob Messwerte lokal gespeichert werden, später nachgesendet werden oder während der Unterbrechung verloren gehen dürfen.

Was bedeutet Offline-Puffer?

Ein Offline-Puffer speichert Messwerte während einer Kommunikationsunterbrechung lokal und kann sie nach Wiederherstellung der Verbindung gegebenenfalls nachliefern. Nicht jedes Gerät unterstützt diese Funktion automatisch.

Wie erkenne ich, dass eine Funkmessstelle ausgefallen ist?

Zusätzlich zum Füllstand sollte die Aktualität des letzten Datenpaketes überwacht werden. Wird über mehrere erwartete Sendeintervalle kein neuer Wert empfangen, kann ein Kommunikationsalarm ausgelöst werden.

Warum ist der Zeitstempel wichtig?

Er zeigt, wann der Füllstand tatsächlich erfasst wurde. Dadurch wird verhindert, dass ein veralteter Messwert irrtümlich als aktueller Tankzustand interpretiert wird.

Was ist ein Heartbeat bei einer IIoT-Messstelle?

Ein Heartbeat beziehungsweise regelmäßiges Lebenszeichen zeigt, dass die Messstelle weiterhin kommuniziert. Bleibt er aus, kann eine Störung der Kommunikation oder des Gerätes erkannt werden.

Kann ich mobile Tanks mit LoRaWAN überwachen?

Grundsätzlich ja, wenn an den vorgesehenen Einsatzorten eine geeignete Funkabdeckung vorhanden ist. Bei wechselnden Standorten muss diese Abdeckung besonders berücksichtigt werden.

Kann LoRaWAN einen Tank automatisch orten?

Nicht allein anhand des Füllstandsmesswertes. Für eine zuverlässige Geofencing- oder Ortungsfunktion muss eine geeignete Positionsinformation in der Systemarchitektur vorhanden sein.

Was ist Geofencing bei einem mobilen Tank?

Geofencing bedeutet, dass anhand verfügbarer Positionsdaten überwacht wird, ob sich der Tank innerhalb beziehungsweise außerhalb einer definierten geografischen Zone befindet.

Kann eine Funk-Füllstandsmessung im Ex-Bereich eingesetzt werden?

Ja, wenn alle eingesetzten Komponenten für die jeweilige explosionsgefährdete Zone und Installationsart geeignet und entsprechend zugelassen sind.

Welche ICS-Funkeinheit eignet sich für 4…20 mA im Ex-Bereich?

Die WIKA NETRIS®2 bietet zwei eigensichere analoge 4…20-mA-Eingänge und LoRaWAN®-Übertragung für entsprechende Ex-Anwendungen.

Welche ICS-Funkeinheit kann Standardsensoren anbinden?

Die WIKA NETRIS®1 kann unter anderem Messgeräte mit 4…20 mA, 0…10 V sowie Pt100/Pt1000 anbinden und die Messdaten drahtlos weitergeben.

Welche Funkstandards unterstützt NETRIS®1?

Die bei ICS beschriebene NETRIS®1 unterstützt unter anderem LoRaWAN®, mioty® und Bluetooth®.

Was ist NETRIS®3?

NETRIS®3 ist eine batteriebetriebene WIKA-Funkeinheit mit LoRaWAN® für passende WIKA-Messgeräte und für entsprechende Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen.

Welcher Füllstandsensor kann direkt mit NETRIS®3 kombiniert werden?

Der WIKA FLRU ist ausdrücklich als IIoT-fähiger Reed-Füllstandstransmitter zur Kombination mit der WIKA-Funkeinheit NETRIS®3 vorgesehen.

Wie misst der WIKA FLRU den Füllstand?

Ein Magnetschwimmer folgt dem Flüssigkeitsstand und betätigt über sein Magnetfeld eine Reed- beziehungsweise Widerstandsmesskette im Gleitrohr. Dadurch entsteht ein zur Füllstandshöhe proportionales Signal.

Welche Grenzdichte besitzt der WIKA FLRU?

ICS gibt für den FLRU eine Grenzdichte von mindestens 400 kg/m³ an. Die konkrete Schwimmerauslegung muss zur Anwendung passen.

Welchen Temperaturbereich besitzt der WIKA FLRU?

ICS nennt für den FLRU einen Prozesstemperaturbereich von -80 bis +200 °C.

Welchen Betriebsdruck besitzt der WIKA FLRU?

Für den FLRU wird ein Einsatzbereich von Vakuum bis 80 bar angegeben.

Kann ich einen bestehenden analogen Füllstandsensor nachträglich per Funk anbinden?

Grundsätzlich ja. Entscheidend sind Ausgangssignal, Sensorversorgung, Ex-Anforderungen und die Kompatibilität mit der vorgesehenen Funkeinheit. NETRIS®1 beziehungsweise NETRIS®2 können hierfür je nach Anwendung interessant sein.

Welche Daten sollten bei einer Tanküberwachung gespeichert werden?

Sinnvoll sind mindestens Füllstand, Prozent- beziehungsweise Volumenwert, Zeitstempel, Alarmstatus, Kommunikationsstatus und – sofern verfügbar – Gerätestatus beziehungsweise Batteriezustand.

Was sollte bei der Inbetriebnahme getestet werden?

Sensorwert, Skalierung, Volumenberechnung, Funkverbindung, Übertragungsintervall, Alarmgrenzen, Hysterese, Kommunikationsausfall und Verhalten nach Wiederherstellung der Verbindung sollten geprüft und dokumentiert werden.

Wo finde ich IIoT-Füllstandlösungen bei ICS Schneider?

Eine Übersicht finden Sie unter IIoT Füllstandüberwachung bei ICS Schneider.