Feldebene-Ventildigitalisierung optimiert die Wasseraufbereitung

Wasserversorger stehen unter dem kontinuierlichen Druck, Umweltschutzauflagen und operative Effizienz in Einklang zu bringen. Während eine hochgradige Digitalisierung durch SCADA und Leitsysteme eine fabrikietweite Transparenz schafft, verbleiben kritische Datenlücken auf der Feldebene. Die Vernachlässigung einfacher Feldgeräte wie Magnetventile kann die Zuverlässigkeit und Kostenkontrolle des Gesamtsystems untergraben. Greg Wainhouse, Regional Business Development Manager für Industrial Water bei Bürkert, betont, dass eine zielgerichtete Datenerfassung – bei der die Datenqualität vor der schieren Menge steht – unerlässlich ist, um intelligentere und widerstandsfähigere Abläufe zu erreichen.

Digitalisierung vernachlässigter Feldgeräte
In der Automatisierungspyramide haben Investitionen auf Unternehmens- und Werksebene oft Vorrang vor der Integration von Feldgeräten. Dennoch kann der Ausschluss kostengünstiger Feldgeräte aus dem digitalen Netzwerk zu erheblichen blinden Flecken im Betrieb führen. Beispielsweise kann ein kritischer Abwassersensor im Wert von rund 55.000 Euro funktionsunfähig werden, wenn sein Reinigungsmechanismus aufgrund eines fehlerhaften Ventils für 110 Euro versagt. Die Integration digitaler Rückmeldungen auf dieser Basisebene unterstützt eine systemkritische Wartung und verhindert, dass kleinere Komponentenfehler teure, anlagenweite Störungen verursachen. Eine gründliche architektonische Prüfung hilft dabei, jene Feldgeräte zu identifizieren, die Daten von höchstem Wert liefern, ohne das Netzwerk zu überlasten.

Mikrofluidische Analyse und Diagnose-Feedback
Neben der allgemeinen Durchflussregelung ist die genaue Integration von Daten aus der Prozessmesstechnik, wie Wasseranalysatoren, für die regulatorische Konformität von entscheidender Bedeutung. Auf mikrofluidischer Ebene steuern Ventile den Fluss von Rohwasserproben, Reagenzien und aufbereitetem Wasser. Jede Verschlechterung des Schaltverhaltens oder ein unvollständiger Hub kann die Analyse von Parametern wie Chlor oder Trübung beeinträchtigen. Während Standard-NAMUR-Analogsignale einen einfachen Ein-Aus-Status anzeigen, liefern fortschrittliche Positionsregelungsgeräte hochgranulare Daten, einschließlich Hubzeiten und proportionaler Positionierung, und bieten so einen ganzheitlicheren Blick auf die mechanische Integrität des Analysesystems.




Elektrodynamische Überwachung mit ValveInsight
Um die Feldebene-Diagnose weiter zu verbessern, nutzt die ValveInsight-Technologie von Bürkert das Ventil selbst als Sensor. In Kombination mit der Whisper Valve-Technologie analysiert dieses System den elektrodynamischen Aktor. Während sich die interne Spule in einem Magnetfeld bewegt, um das Ventil zu betätigen, wird der induzierte Strom gemessen, um den genauen Ventilhub und das Schaltverhalten zu verfolgen. Dieser Ansatz erkennt subtile Leistungsabweichungen – wie etwa einen schleichenden mechanischen Verschleiß –, bevor ein Totalausfall eintritt. Darüber hinaus nutzt ValveInsight Open-Source-Algorithmen, die in Steuerungssysteme von Drittanbietern integriert werden können, was eine schnelle Reaktion auf Qualitätsabweichungen ermöglicht und vorausschauende Wartungsregime in der Wasseraufbereitungsanlage unterstützt.

Zusätzlicher Kontext: Elektrodynamische Aktorik und selbsterkennende Diagnostik
Herkömmliche Magnetventile basieren auf einfacher elektromagnetischer Anziehung und bieten einen binären (Ein/Aus-)Betrieb mit begrenzter Rückmeldung. Im Gegensatz dazu arbeiten elektrodynamische Aktoren nach dem Lorentz-Kraft-Prinzip, bei dem sich eine stromführende Spule linear in einem Permanentmagnetfeld bewegt. Dies ermöglicht eine hochpräzise, proportionale Steuerung des Ventilhubs. Durch die Überwachung der induzierten Spannung (Back-EMF) oder des erzeugten Stroms während dieser physischen Bewegung können intelligente Systeme die genaue Position und den mechanischen Zustand des Ventils bestimmen, ohne dass externe Positionssensoren erforderlich sind. Diese selbsterkennende Fähigkeit erkennt Mikroabrieb, Flüssigkeitsblockagen oder Spulenabbau und verlagert die Wartungsstrategien von einer reaktiven Komponentenersetzung hin zu einer vorausschauenden, zustandsbasierten Überwachung.

Redaktionell bearbeitet von Lekshman Ramdas, InduPortals-Redakteur – angepasst durch KI.

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