APPARATUUR MET EEN DIGITAAL HART
Calibrators voor operators van industriële processen
Industriële processen zijn gebaseerd op toepassing van vele, uiteenlopende sensors waarvan de parameters tijdens de werking kunnen veranderen. Om problemen te voorkomen die als gevolg hiervan kunnen ontstaan, is het nodig om de procesautomatiseringssystemen periodiek te ijken. Deze ijking zal afhankelijk van de interface en de aard van de gecontroleerde sensor verschillend verlopen en andere gereedschappen vereisen.
Sensors die worden toegepast in processen kenmerken zich door een bepaalde nauwkeurigheid en meetbereik. De gemeten waarden – of het nu gaat om omgevingsfactoren of elektrische parameters – worden door de sensor omgezet in elektrische signalen in een bepaalde standaard.
De meest algemene communicatie-interfaces zijn:
- uitgangsspanning,
- stroomkring.
Sommige sensors gebruiken ook digitale interfaces, bv. HART, een geavanceerd datatransmissieprotocol dat automatisch kan werken of met de hand moet worden geconfigureerd.
Het signaal uit een analoge spanningsuitgang neemt meestal waarden aan van 0 V tot 10 V, die overeenkomen met de grenswaarden van het meetbereik.
In het geval van stroomcircuits bevindt het uitgangssignaal zich meestal binnen het bereik van 4…20 mA, maar er bestaan ook sensors die zijn geschaald van 0 mA tot 20 mA.
Specifieke uitgangssignalen komen uit thermokoppels, waarvan het bereik van de uitgangsspanning reikt tot enkele tienduizenden millivolts en afhankelijk is van de aard van het gebruikte thermokoppel. Het komt ook voor dat de uitgang van de sensor een wisselende weerstand heeft die overeenkomt met een bepaalde gemeten waarde, bv. temperatuur. Het is de taak van de ijking om de werking van verschillende typen sensors te simuleren en hun aanduidingen exact te meten.
Soorten ijking
Het verloop van de ijking van de sensor zal afhankelijk zijn van de aard van de component, maar moet ook overeenstemmen met de betreffende ISO-normen, net als de calibrator die wordt gebruikt in de procedure.
Denk er aan dat om zeker te zijn van de nauwkeurigheid van het meetinstrument het noodzakelijk is om hem volledig te ijken, nl.:
- de sensor zelf,
- het element dat het elektrische signaal omzet in een concrete getalswaarde.
Sterker nog, als de toegepaste sensor bv. een thermokoppel is, moet de hele set worden geijkt, inclusief de signaalkabels, zodat hun invloed kan worden meegenomen in het meetresultaat.
De ijkingsprocedure kan verschillen, afhankelijk van het geijkte element.
U moet de calibrator in de juiste werkingsmodus zetten, zodat hij is aangepast aan de procedure. Als u bijvoorbeeld een druksensor met een spanningsuitgang wilt ijken, moet u de calibrator in de modus spanningsmeting zetten en de sensor zelf onderwerpen aan extern gegenereerde signalen met bekende parameters. Dan kunt u op de calibrator de gemeten spanningswaarde aflezen voor de gegenereerde signalen en deze vergelijken met de modelsignalen. Hiermee bent u in staat om de feitelijke onnauwkeurigheid van de meting vast te stellen.
Het is iets eenvoudiger om een ijking van een omvormer die het elektrische signaal omzet in een getalswaarde (meter) uit te voeren, omdat u hierbij geen extra apparaten voor het genereren van een signaal hoeft toe te passen. In dat geval is de calibrator zelf de zender van het signaal dat gemeten wordt door het geijkte instrument, en u vergelijkt de door hem gemeten waarden met de door de ijking gegenereerde waarden.
Przeczytaj też: IJking van elektrische grootheden
De meest geautomatiseerde ijking kunt u uitvoeren voor o.a.:
- meetwaarde-omvormers die zijn aangesloten op thermokoppels of
- weerstandtemperatuursensors.
De calibrator (zoals AX-C830 of AX-C850) werkt in dat geval tegelijkertijd als simulator van de sensor en als meter van het ingangssignaal. Het resultaat is dat hij zelfstandig gegenereerde signalen invoert en de waarde meet van bv. stroom in een circuit van 4…20 mA.
Typisch verloop van een ijking
Aanbevolen wordt om de ijking in drie etappes uit te voeren:
- Als eerste moet u, indien mogelijk, een signaal genereren met de onderste grenswaarde van het meetbereik,
- vervolgens een signaal met een waarde van 50% van de schaal,
- en tot slot een signaal met de bovenste grenswaarde.
Na het meten van de afwijking moet u de feitelijke waarde van de signalen bepalen, waarvoor het uitgangssignaal de onderste en bovenste waarde aanneemt (bv. 4 mA en 20 mA), ofwel u bepaalt de offset en de wijze van omschaling van de gemeten waarden.
Tot slot is het de moeite waard om met gebruikmaking van de berekende coëfficiënten opnieuw de aanduidingen voor drie of vijf meetpunten te controleren en u ervan te verzekeren dat de berekende waarden voldoende nauwkeurig zijn.
5-puntsmetingen, dus met stappen van 25%, kunt u al uitvoeren met de eenvoudigste calibrators van Axiomet, bv. AX-C605 en AX-C705.
Samenvatting
Opgeslagen en regelmatig geactualiseerde verbeteringen van de aanduidingen van processensors zorgen voor instandhouding van de vereiste nauwkeurigheid van instrumenten en de uitgevoerde industriële processen. Tijdens de controle kan ook de documentatiefunctie die beschikbaar is in de calibrators nuttig zijn. Deze slaat de gegevens over de uitgevoerde ijking op in overeenstemming met de ISO-normen. Dit alles zorgt ervoor dat calibrators vrijwel onmisbare instrumenten zijn in het dagelijkse werk van operators van moderne industriële processen.
Op basis van de resultaten van de onderzoeken die zijn uitgevoerd met behulp van de behandelde apparaten, kunt u vaststellen welke elementen van de productielijn niet goed werken en vervangen moeten worden.