УРЕДИ С ЦИФРОВА ДУША
Калибратори за оператори на промишлени процеси
Промишлените процеси базират на използването на различни датчици, чиито параметри по време на работа могат да се променят. За да се предотвратят възникналите от това проблеми, е необходимо да се провежда периодична калибрация на системите за управление на процесите. В зависимост от интерфейса и вида на проверявания датчик калибрацията ще бъде проведена по различен начин и ще бъдат необходими различни инструменти.
Датчиците, използвани в процесите се характеризират с определена точност и измервателен обхват. Обхватът на измерваните стойности – независимо дали това са параметри на околната среда или електрически параметри – се преобразуват от датчика на електрически сигнали в определен стандарт.
Най-популярните видове комуникационни интерфейси са:
- напреженов изход,
- токов контур.
Някои датчици използват също така цифрови интерфейси, като например HART, напреднал протокол за трансфер на данни, който може да работи автоматично или да бъде ръчно конфигуриран.
Сигналът от аналогов напраженов изход варира обикновено от 0 V до 10 V, които стойности отговарят на граничните стойности на измервателния обхват.
При токовите кръгове изходният сигнал обикновено варира в обхвата 4…20 mA, но има и датчици с обхват от 0 mA до 20 mA.
Специфични изходни сигнали излизат от термодвойките, чиито обхват на изходно напрежение е от нивото на няколко десетки миливолта и зависи от вида на използваната термодвойка. Случва се също така, че на изхода на датчика се променя съпротивлението, което отговаря на определена измервана стойност, напр. на температурата. Задачата на калибратора е да симулира работа на различен вид датчици и прецизно да измерва техните показания.
Видове калибрация
Протичането на калибрацията на датчика ще зависи от вида на компонента, но трябва да бъде съвместим със съответните стандарти ISO, също като калибратора, използван в тази процедура.
При това не бива да се забравя, че, за да бъдете сигурни за точността на измервателния инструмент, необходимо е неговото цялостно калибриране тоест:
- на самия датчик,
- на елемента, преобразуващ електрическия сигнал в определена цифрова стойност.
Нещо повече, ако например използваният датчик е термодвойка, калибрацията трябва да обхване целия комплект заедно с кабелите довеждащи сигналите, за да се вземе предвид тяхното влияние върху резултата от измерването.
Процедурата по калибриране се различава в зависимост от калибрирания елемент.
Калибраторът трябва да бъде превключен в съответен работен режим, за да бъде адаптиран към процедурата. Например, ако трябва да се калибрира датчик за налягане с напреженов изход, калибраторът трябва да се превключи в режим за измерване на напрежението, а самият датчик да бъде изложен на външни генерирани сигнали с известни параметри. Тогава върху калибратора може да се отчетат измерените стойности на напрежението за генерираните сигнали и да се сравнят с еталонните стойности. Това позволява определяне на действителната неточност при измерването.
Малко по-лесно е да се проведе калибрация на преобразувател, конвертиращ електрически сигнал в цифрова стойност (на измервателния уред), тъй като няма нужда от използване на допълнителни устройства за генериране на сигнал. В този случай самият калибратор представлява уред за задаване на сигнал, който се измерва от калибрираното съоръжение, а показаните от него стойности се сравняват с генерираните от калибратора.
Прочетете също така: Калибрация на електрически величини
Най-автоматизираната калибрация може да се проведе за:
- преобразуватели, свързани към термодвойки или
- съпротивителни датчици на температура.
Тогава калибраторът (като AX-C830 или AX-C850) работи едновременно като симулатор на датчика и като измервател на входния сигнал. В резултат е възможно самостоятелно подаване на генерирани сигнали и измерване на стойностите напр. на тока в контур 4…20 mA.
Типично протичане на калибрацията
Препоръчва се калибрацията да се проведе на три етапа:
- Първо, доколкото това е възможно, трябва да бъде генериран сигнал със стойността на долната граница на измервателния обхват,
- след това сигнал със стойност 50% от скалата,
- и на края сигнал със стойността на горната граница.
След измерване на отклонението трябва да се определят фактичните стойности на сигналите, за които изходният сигнал ще приема долна и горна стойност (напр. 4 mA и 20 mA), тоест, да се определи изместването и коефициент на усилване на измерваните стойности.
Накрая, с помощта на изчислените коефициенти трябва отново да се проверят показанията на три или на пет измервателни точки и да се уверите, че изчислените резултати са достатъчно прецизни.
5-точкови измервания, следователно със стъпка на всеки 25%, може да се проведат с използване на най-простите модели калибратори Axiomet, като например AX-C605 и AX-C705.
Резюме
Записаните и редовно актуализирани корекции на показанията на датчиците в процесите позволява запазване на висока прецизност на работа на устройствата и провежданите промишлени процеси. Полезна при проверката може да бъде също така функцията за документиране, достъпна в калибраторите, която записва данните за извършената калибрация в съответствие със стандратите ISO. Благодарение на това калибраторите са устройства, задължителни в ежедневната работа на обслужващия персонал на модерните промишлени процеси.
Въз основа на резултатите от изпитванията, проведени с помощта на описаните уреди, може да се определи, кои от елементите на производствената линия не работят правилно и се нуждаят от подмяна.