In der Öl- und Gasindustrie hat Sicherheit höchste Priorität: die zuverlässige und sichere Prozesssteuerung und Minimierung von Gefahrenrisiken sind zentrale Punkte für die Auswahl der Messtechnik. In Emlichheim an der deutsch-niederländischen Grenze, einer der ältesten deutschen Erdölförderstätten überhaupt, fördert Wintershall, Deutschlands größter Erdgas- und Erdöl-Produzent jährlich rund 160.000 Tonnen Erdöl. Diese Menge muss sicher und vorschriftsmäßig gelagert, abgefüllt und umgeschlagen werden.

SIL3-Grenzstanddetektion mit nur einer Messstelle
Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) schreibt unter anderem für alle Behälter mit wassergefährdenden Flüssigkeiten eine Überfüllsicherung vor. Wassergefährdende Stoffe im Sinne des WHG sind feste, flüssige und gasförmige Stoffe, die geeignet sind, dauernd oder in einem nicht nur unerheblichen Ausmaß nachteilige Veränderungen der Wasserbeschaffenheit herbeizuführen. Gemäß dem WHG ist die Verladung des Rohöls in Emlichheim bei Wintershall besonders kritisch, je nach Rohöl gilt hier die Wassergefährdungsstufe 3. Deshalb kommt bei der Verladung der SIL3-Grenzschalter Liquiphant FailSafe von Endress+Hauser zum Einsatz.                                                                                                                                                                                         Der Liquiphant FailSafe wurde speziell für Sicherheitsaufgaben entwickelt und gemäß DIN EN 61508 konstruiert, dem ersten Regelwerk, das weltweit für Sicherheitsfunktionen in sicherheitskritischen Anwendungen veröffentlicht wurde. Ein Einsatz in SIL3-Anwendungen als MIN- und MAX-Grenzschalter ist mit jeweils nur einer Messstelle möglich – ein Technologie-Fortschritt, der weltweit seines gleichen sucht.

Überwachung des Erdöl-Verladevorgangs 
Das geförderte Erdöl wird in Kesselwagen umgeschlagen und auf der Schiene weitergeliefert. Die Verladestation selbst besteht aus einer vom TÜV abgenommenen Schaltung, einer Z-Schaltung, einer SPS, der Endress+ Hauser Auswerte-Elektronik FTL825 (eine Grenzstand-Schalteinheit), sowie dem Grenzstandsensor FTL85 (ein beschichteter Grenzschalter zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen. Für die Verladung von Pipeline zu Kesselwagen wird der Grenzschalter Liquiphant FailSafe genutzt. Der Verladevorgang dauert täglich circa acht Stunden und wird kontinuierlich vom Grenzschalter auf Überfüllung überwacht. Bei Erreichen des zulässigen Füllgrades des Kesselwagens wird die Befüllung durch das entsprechend ausgegebene Sensorsignal gestoppt.                                                                                                                                                                                                                       Das Betriebsgelände am Standort Emlichheim ist - wie für ein Erdölförderunternehmen üblich - sehr weitläufig. Messwarte und Verladestation sind weit voneinander entfernt. Der Einsatz des Liquiphant FailSafe zur Verladeüberwachung ist daher insofern optimal, als der WHG-zugelassene Grenzschalter sich alle vier Sekunden selbst überprüft und damit absolute Prozesssicherheit schafft. Zusätzlich kann das vom Liquiphant permanent gesendete Live-Signal von der SPS überwacht werden. Damit wird sichergestellt, dass der korrekte FailSafe-Sensor angeschlossen ist und eventuelle Fehler in der nachgelagerten SPS erkannt werden. Durch den Einsatz der Grenzstand-Schalteinheit Nivotester FTL825 in Verbindung mit dem FailSafe- Liquiphant wird die Überwachung des Live-Signals automatisch durchgeführt.                                                                                                                                                                                           Neben der Verwendung für die Kesselwagen-Verladung setzt Wintershall die Grenzschalter auch bei den Saugwagen, zur Überwachung des Pumpensumpfs, für die Lösungs- und Mischstation sowie bei den Rohöl-Tanks ein. „Wir haben mit den Geräten von Endress+Hauser bisher keinerlei negative Erfahrungen gemacht.“ So Gerwin Maathuis, Leiter Abteilung Elektro-, Mess-, Steuer- und Regelungstechnik bei Wintershall in Emlichheim. „Wir haben die Geräte im Herbst 2013 eingebaut und seither laufen sie problemlos“.

Funktionsprüfung reduziert Stillstände
Bisher musste beispielsweise bei Überfüllsicherungen der Grenzschalter nass angefahren werden, um die Messeinrichtung auf Funktionsfähigkeit zu prüfen. Durch Drücken des Prüftasters am Messgerät kann die Funktionsfähigkeit der Messung simuliert und überprüft werden. Bei dieser Art der Prüfung werden der elektrische Sicherheitspfad und nachfolgende Anlagenteile überprüft. Bei einer zusätzlichen Installation des Messumformers Nivotester FTL825 wird durch Betätigung des Prüftasters am Messumformer eine vollständige interne Diagnose durchgeführt. Der Prüfzyklus ist nach circa acht Sekunden abgeschlossen. Eine Störung wird durch eine rote LED angezeigt, die Sicherheitskontakte öffnen sich und das Störmelderelais fällt ab. Dies minimiert den Aufwand für eine Überprüfung des Grenzschalters, senkt die Kosten und erhöht die Anlagenverfügbarkeit durch reduzierte Stillstände.

Kein jährliches Prüfen des Standaufnehmers nötig
Grenzstanddetektionen in sicherheitsrelevanten Anwendungen erfordern eine regelmäßige Funktionskontrolle. Eine vereinfachte wiederkehrende Prüfung per Knopfdruck für die nachgeschalteten Anlagenteile kann nach den WHG-Richtlinien beziehungsweise den Anforderungen der funktionalen Sicherheit IEC 61508/61511 realisiert werden. Die jährliche wiederkehrende Prüfung kann für den Standaufnehmer FTL8x und den Messumformer FTL825 ganz entfallen. Das Testintervall kann auf bis zu zwölf Jahre verlängert werden, unabhängig davon, ob der Sensor wie bei Pumpenschutz bedeckt oder im Falle der Überfüllsicherung unbedeckt ist.