SMC : Wie ein digitaler Durchflusssensor Kosten senken soll

Branchenübergreifend existieren zahlreiche Prozesse mit Gasmedien: von Schweißmaschinen über Dichtheitsprüfgeräte bis hin zu Ausblasimpulsen. Dabei entscheiden möglichst genaue Messungen der Durchflüsse über die Prozess- und Kosteneffizienz. SMC, der Spezialist für pneumatische und elektrische Automatisierung, hat mit der Serie PF2M7 einen digitalen Durchflusssensor entwickelt, der einen geringen Eigenenergieverbrauch und einen umfassenden Nenndurchflussbereich bietet. Er ist mit vielfältigen Medien einsetzbar, verfügt über eine zweifarbige, drehbare Anzeige und lässt sich mittels IO-Link an Industrie-4.0- Anwendungen anbinden.

Die elektrische Versorgung des digitalen Durchflusssensors der Serie PF2M7 für die Variante mit Schaltausgang liegt zwischen 12 und 24 VDC (± 10 Prozent); die Variante mit IO-Link wird mit 18 bis 30 VDC (± 10 Prozent) versorgt. Dabei beträgt die maximale Stromaufnahme nur 35 mA – beim Vorgänger PFM7 lag das Maximum bei 55 mA, was im direkten Vergleich einer Reduktion um rund 36 Prozent entspricht. Der niedrigere Eigenenergieverbrauch trägt dazu bei die Stromkosten zu senken, was den Verbrauch insgesamt reduziert.

Der Nenndurchflussbereich liegt zwischen 0,01 bis 100 l/min mit einem Durchflussverhältnis von 100:1 und deckt somit ein großes Spektrum an Durchflussmessungen ab. Gleichzeitig ist der Druckverlust gering: So tritt bei einem Durchfluss von 1 l/min ein Druckverlust von maximal 6 kPa (zugeführter Druck von -70 kPa) bis unter 1 kPa (zugeführter Druck von 750 kPa) auf. In der Konfiguration mit einem Durchfluss von 100 l/min liegen die Werte bei rund 7 kPa (zugeführter Druck von 70 kPa) und unter 5 kPa (zugeführter Druck von 750 kPa). Leckagen, durch die bis zu 20 Prozent der erzeugten Druckluft verloren gehen können – und die unnötige Kosten in Milliardenhöhe erzeugen – lassen sich durch die Messgenauigkeit leichter auffinden. Somit sollen Energie und Kosten eingespart und Prozesse optimiert werden können.

Das Gehäuse haben die Ingenieure von SMC auf Diät gesetzt: Mit einer um 4,5 mm verkürzten Höhe und einer um 4,7 mm reduzierten Länge ist die Serie PF2M7 mit 40 g im Vergleich zu seinem Vorgänger um 27,3 Prozent leichter. Neben den verschiedenen Anschlussvarianten, etwa als Steckverbindung mit Anschlussgrößen von 4, 6, 8 mm Durchmesser oder als Innengewinde mit Rc1/8, NPT1/8, G1/8 (oder jeweils 1/4), bieten die unterschiedlichen Montagemöglichkeiten auf DIN-Schiene oder als Paneleinbau den Anwendern Flexibilität. Zudem lässt sich die Anzeige um 180° drehen, um bei umgekehrter Montage das Ablesen zu erleichtern. Die Auswahl an verwendbaren Medien – von trockener Luft und Stickstoff (N2) über Kohlendioxid (CO2) bis hin zu Argon (Ar) – sorgen zudem für umfangreiche Anwendungsfälle.

Die zweifarbige LCD-Anzeige direkt am Durchflusssensor zeigt neben dem momentanen Durchfluss (l/min) und dem Bereich der Nullpunktschaltung auch den kumulierten Durchfluss an. Aufgrund seiner IO-Link-Kompatibilität lassen sich die Gerätedaten auslesen und via Feldbus und zwischengeschaltetem IO-Link-Master Geräteeinstellungen auch „remote“ vornehmen. Zudem soll ein in den zyklischen Prozessdaten eingeschleuster Diagnose-Bit die Erkennung von Geräteproblemen erleichtern. So lässt sich eine vorausschauende Wartung realisieren. Eine Bypass-Konstruktion am Sensor erhöht außerdem die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Fremdkörper sowie die Sensorgenauigkeit und verringert damit Störungsanfälligkeit.