NÁRADIE S DIGITÁLNOU DUŠOU
Kalibrátory pre operátorov priemyselných procesov
Priemyselné procesy vychádzajú z používania mnohých rozličných senzorov, ktorých parametre sa môžu časom zmeniť. Ak chcete predísť takto vzniknutým problémom, je potrebná pravidelná kalibrácia systémov automatizácie procesov. Tá bude prebiehať rôzne a bude si vyžadovať rôzne nástroje v závislosti od rozhrania a druhu kontrolovaného senzora.
Senzory, ktoré sa v automatizačných procesoch používajú, sú mimoriadne presné a majú presne stanovený rozsah. Rozsah meraných hodnôt, či už environmentálnych alebo elektrických, mení senzor na elektrické signály v stanovenom štandarde.
najrozšírenejšie druhy komunikačných rozhraní:
- napäťový výstup,
- prúdová slučka.
Niektoré senzory využívajú aj komunikačné rozhrania ako napr. HART, teda pokročilý komunikačný protokol, ktorý môže pracovať automaticky alebo môže byť konfigurovaný manuálne.
Signál z analógového napäťového výstupu má najčastejšie hodnoty od 0 V do 10 V zodpovedajúcim medzným hodnotám meracieho rozsahu.
V prípade prúdových slučiek je výstupný signál spravidla v intervale 4…20 mA, v prípade niektorých senzorov aj od 0 mA do 20 mA.
Špecifické výstupné signály pochádzajú z termočlánkov, ktorých rozsah výstupného napätia dosahuje niekoľko desiatok milivoltov a závisí od druhu použitej termočlánkovej sondy. Stáva sa tiež, že výstup senzora má premenlivý odpor, ktorý zodpovedá konkrétnej meranej hodnote, napr. teplote. Úlohou kalibrátora je simulácia práce rôznych druhov senzorov a presné meranie ich hodnôt .
Druhy kalibrácie
Priebeh kalibrácie senzora závisí od druhu komponentu, no mal by byť zhodný s príslušnými normami ISO, tak ako aj kalibrátor využívaný pri tomto postupe.
Netreba však zabúdať, že ak chceme mať istotu v presnosti meracieho prístroja, je potrebná jeho kalibrácia v plnom rozsahu, t.j.:
- samotného senzora,
- prvku prepočítavajúceho elektrický signál na konkrétnu číselnú hodnotu.
Navyše, ak je použitým senzorom napr. termočlánok, je potrebné nakalibrovať celú sadu spolu s vodičmi, ktoré privádzajú signály, aby sa zohľadnil ich vplyv na výsledok merania.
Kalibračný proces sa líši v závislosti od kalibrovaného prvku.
Kalibrátor je potrebné prepnúť na vhodný prevádzkový režim, aby sa prispôsobil procedúre. Napríklad, ak sa má kalibrovať tlakový senzor s napäťovým výstupom, je potrebné kalibrátor prestaviť do režimu merania napätia a na samotný senzor nechať pôsobiť externe generovaný signál so známymi parametrami. Vtedy možno na kalibrátore prečítať namerané hodnoty napätia pre generované signály a porovnať ich so vzorovými. Tak je možné definovať skutočnú nepresnosť merania.
O niečo jednoduchšia je kalibrácia meniča meniaceho elektrický signál na číselnú hodnotu (merača), pretože nie je potrebné používať žiadne ďalšie zariadenia na generovanie signálu. V takom prípade samotný kalibrátor predstavuje vysielač signálu, ktorý sa meria kalibrovaným prístrojom, a ním zobrazené hodnoty sa porovnávajú s tými, ktoré generuje kalibrátor.
Prečítajte si tiež: Kalibrácia elektrických veličín
Najautomatizovanejšiu kalibráciu možno uskutočniť napríklad pre:
- meniče zapájané do termočlánkov alebo
- odporové snímače teploty.
Kalibrátor (taký ako AX-C830 alebo AX-C850) v takom prípade pracuje súčasne ako simulátor senzora aj ako merač vstupného signálu. Preto môže samostatne poskytovať generované signály a merať hodnoty, napríklad prúd v slučke 4…20 mA.
Štandardný priebeh kalibrácie
Odporúčaný priebeh kalibrácie je trojfázový:
- Najprv, ak je to možné, je potrebné vygenerovať signál s minimálnou intenzitou meracieho rozsahu ,
- následne signál s 50%-nou intenzitou,
- a nakoniec s maximálnou intenzitou meracieho rozsahu .
Po zmeraní chyby je potrebné definovať skutočné hodnoty signálov, pre ktoré bude výstupný signál brať dolnú a hornú hodnotu (napr. 4 mA a 20 mA), teda definovať offset a spôsob prestupňovania nameraných hodnôt.
Nakoniec je potrebné pomocou vypočítaných súčiniteľov opätovne skontrolovať zobrazené hodnoty pre tri alebo päť meracích bodov a presvedčiť sa, že sú prepočítané výsledky dostatočne presné.
5-bodové merania, teda s krokom každých 25%, možno použiť už s použitím najjednoduchších modelov kalibrátorov Axiomet, napríklad AX-C605 a AX-C705.
Zhrnutie
Uložené a pravidelne aktualizované úpravy zobrazených hodnôt senzorov procesov umožňujú zachovať vysokú presnosť v prevádzke prístrojov a prebiehajúcich priemyselných procesoch. Pri kontrole môže byť tiež nápomocná funkcia dokumentácie, ktorá je v kalibrátoroch dostupná, a ktorá ukladá údaje o uskutočnenej kalibrácii v súlade s normami ISO. Vďaka tomu sú kalibrátory prístroje nevyhnutné pre každodennú prácu operátorov moderných priemyselných procesov.
Na základe výsledkov testov uskutočnených pomocou uvedených prístrojov je možné určiť, ktoré prvky výrobnej linky nepracujú správne a je potrebná ich výmena.