Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Raport: Detekcja i pomiary w zakładzie przemysłowym

-- piątek, 23 czerwiec 2017

Warunkiem zapewnienia optymalnej pracy urządzeń w zakładzie przemysłowym jest m.in. prowadzenie różnego rodzaju pomiarów i monitoringu ich parametrów roboczych. Wczesna detekcja symptomów świadczących o nieprawidłowym działaniu instalacji przemysłowych pozwala na uniknięcie awarii, zminimalizowanie nieplanowanych przestojów oraz zwiększenie poziomu bezpieczeństwa pracowników i samych urządzeń.

Na polskim rynku produktów i rozwiązań służących do detekcji i pomiarów działa wiele podmiotów – zarówno producentów (w tym również polskich), jak i dostawców. Ten konkurencyjny rynek rozwija się bardzo dynamicznie, na co wpływ ma m.in. wzrost świadomości inżynierów utrzymania ruchu, sięgających coraz częściej po nowoczesne narzędzia pomiarowe. A trzeba przyznać, że naprawdę jest w czym wybierać.

Temperatura na celowniku

W zakładach przemysłowych kontrolowanych jest wiele parametrów, z których na szczególną uwagę zasługuje pomiar temperatury, wskazany jako wiodący przez wszystkich ankietowanych dostawców oraz 90% sondowanych użytkowników. Temperatura jest podstawową wielkością fizyczną mierzoną, regulowaną, rejestrowaną oraz monitorowaną niemalże we wszystkich procesach technologicznych. Jej pomiar uważany jest za niezbędny, zwłaszcza w przypadku kontroli procesu produkcji, instalacji HVAC, w systemach magazynowania itd.

Realizacja i analiza pomiarów temperatury pozwala na zidentyfikowanie potencjalnych miejsc usterek systemów maszynowych i innych elementów urządzeń wykorzystywanych w przemysłowych procesach produkcyjnych. Sygnałem alarmowym jest z reguły jej podwyższona wartość, świadcząca o nieprawidłowym działaniu danego obiektu technicznego.

Temperatura może być kontrolowana przy pomocy przetworników mających wyjście elektryczne bądź nieelektryczne. W pierwszym przypadku temperaturę da się mierzyć na dwa sposoby: bezkontaktowo, przy pomocy pirometrów oraz kamer termowizyjnych, a także kontaktowo, stosując czujniki termoelektryczne (TC), zwane termoparami oraz czujniki termorezystancyjne (RTD) metalowe (platynowe, niklowe, miedziane) i półprzewodnikowe (wykonane z tlenków żelaza, manganu, litu tytanu i rutenu – tzw. termistory).

W obszarze bezkontaktowych pomiarów temperatury dużą popularnością cieszą się kamery termowizyjne, które – w przeciwieństwie do pirometrów – umożliwiają otrzymanie szczegółowego obrazu rozkładu temperatury na dowolnej powierzchni. Jednak mimo rosnącej liczby zwolenników dużo bardziej zaawansowanej technicznie (a przez to

droższej) termowizji, w powszechnym użyciu nadal są mierniki pirometryczne. Znajdują się one w ofercie większości firm zajmujących się sprzętem kontrolno-pomiarowym. Najczęściej są to urządzenia przenośne, mające konstrukcję pistoletu, które podają aktualną temperaturę, ale nie pozwalają na prowadzenie ciągłych, automatycznych pomiarów. W ofercie rynkowej można jednak spotkać specjalne pirometry, które samodzielnie prowadzą pomiary, rejestrując wyniki w pamięci, lub takie, które mogą pracować w systemie ciągłego wielopunktowego monitoringu, wykorzystując połączenia kablowe lub łączność radiową. Mogą też stanowić jeden z elementów bardziej rozbudowanego systemu monitorującego wiele różnych parametrów, takich jak temperatura powietrza, wilgotność, ciśnienie i wiele innych wielkości fizycznych.

Do pomiaru i monitoringu temperatury stosowane są również oferowane przez wielu dostawców rezystancyjne czujniki temperatury, które reagują na zmianę temperatury zmianą rezystancji wbudowanego w nie rezystora. W porównaniu z czujnikami termoelektrycznymi cechują się one wyższą dokładnością i rozdzielczością pomiarową. Najczęściej wybieranymi czujnikami rezystancyjnymi, stosowanymi w warunkach przemysłowych, są czujniki Pt100. Zdaniem użytkowników ich mocnymi stronami są: duży zakres pomiarowy, dokładność, mała bezwładność czujnika oraz szybkość reakcji.

Z kolei czujniki termoelektryczne, mierzące temperaturę na podstawie zmiany napięcia termoelektrycznego wbudowanego w nie termoelementu, użytkownicy cenią sobie przede wszystkim ze względu na takie cechy, jak: prosta budowa, duża trwałość, szybki czas odpowiedzi, a także możliwość stosowania w wyższych temperaturach niż ma to miejsce w przypadku czujników rezystancyjnych. Do wad tego rozwiązania należy konieczność podłączenia do urządzeń pomiarowych specjalnych przewodów kompensacyjnych, przedłużających lub termoelektrycznych, a także specjalnych złączy termoparowych, odpowiednich do zastosowanej termopary. Oferta rynkowa czujników termoelektrycznych jest bardzo szeroka i obejmuje różnego typu termopary, w tym również te najczęściej stosowane w pomiarach przemysłowych, takie jak: J, K, N, S, R i B.

Ze względu na budowę i cechy użytkowe szczególną grupę czujników termoelektrycznych temperatury stanową czujniki płaszczowe (termopary płaszczowe), które charakteryzują się przede wszystkim niewielkimi wymiarami. Użytkownicy sięgają po nie głównie dlatego, że można je stosować w miejscach trudno dostępnych, a także wszędzie tam, gdzie wymagany jest krótki czas reakcji oraz istnieje potrzeba zastosowania czujników temperatury o dużej odporności na drgania i wstrząsy.

W asortymencie producentów i dostawców znajdują się czujniki z różnego rodzaju osłonami, m.in. metalowymi, żaroodpornymi, ceramicznymi czy szklanymi. Dostępne są także specjalistyczne czujniki temperatury (np. do ciekłych metali i ich stopów lub czujniki mediów agresywnych), czujniki do stosowania w strefach zagrożonych wybuchem, z obudową ognioszczelną oraz z obudową wzmocnioną itd.

Ciśnienie pod kontrolą

Jak wynika z przeprowadzonej ankiety redakcyjnej, tuż po temperaturze, na drugim miejscu najczęściej mierzonych w zakładzie przemysłowym wielkości znalazło się ciśnienie. Jak deklaruje 85% uczestników badania, obecne w ich przedsiębiorstwach urządzenia pomiarowe służą właśnie do tego celu.

Oprócz urządzeń mechanicznych w ofercie dostawców i producentów znajdują się także urządzenia elektroniczne, które pozwalają na pomiar i kontrolę ciśnienia w układach automatyki przemysłowej. W skład pierwszej grupy wchodzą presostaty i przetworniki analogowe, cechujące się prostą budową, natomiast do drugiej grupy produktów, o zaawansowanej konstrukcji i technologii przetwarzania sygnałów, zalicza się manometry cyfrowe oraz przetworniki inteligentne. Dzięki tym urządzeniom możliwe jest przesyłanie na większe odległości informacji o mierzonym ciśnieniu w postaci sygnału analogowego lub cyfrowego, który może być użyty do układów regulacji oraz wizualizacji procesów produkcyjnych.

Oprócz powszechnie używanych manometrów mechanicznych najszerszą grupę urządzeń dostępnych na rynku stanowią elektroniczne przetworniki ciśnienia. W asortymencie dostawców znajdują się przetworniki ciśnienia z wyjściem zarówno analogowym prądowym 4…20 mA (zasilane z pętli prądowej) i 0…20 mA, jak i z wyjściem napięciowym 0…5/10 V. Przetworniki ciśnienia wykonuje się również z wyjściem cyfrowym, np. z interfejsem RS-485 (ModBus RTU), HART lub ProfiBus PA. Korzyścią wynikającą ze stosowania cyfrowych przetworników jest wstępna obróbka wyników pomiarów w przetworniku i ich transmisja cyfrowa do odległych urządzeń, a także możliwość zawężenia zakresu pomiarowego, co wpływa na dokładność pomiaru.

Elementem pomiarowym w przetwornikach ciśnienia są najczęściej czujniki tensometryczne, piezorezystancyjne, pojemnościowe lub piezoelektryczne. Najszerzej stosowaną grupę stanowią piezorezystancyjne czujniki ciśnienia. Są chętnie wykorzystywane przez użytkowników, głównie ze względu na możliwość używania ich do pomiaru bardzo małych ciśnień. Do wad tych czujników można zaliczyć konieczność kompensacji temperaturowej oraz dużą podatność na uszkodzenia w wyniku kontaktu z mierzonym medium.

Jeśli chodzi o czujniki pojemnościowe, to – jak wynika z doświadczenia użytkowników – ich zaletami są z pewnością duża czułość i wytrzymałość na przeciążenia, a także większa stabilność długoterminowa, w porównaniu do czujników tensometrycznych i piezorezystancyjnych. Wadę stanowi niewątpliwie znacznie wyższa cena. Z kolei atutem tensometrów jest ich odporność na uderzenia i wibracje, a także możliwość pomiarów dużych zakresów ciśnienia.

Przepływ

Zgodnie ze wskazaniami ok. 70% ankietowanych, na trzecim miejscu najczęściej mierzonych wielkości znalazł się przepływ. I nic w tym dziwnego, gdyż obecnie trudno wyobrazić sobie prowadzenie procesów produkcyjnych bez zastosowania precyzyjnych urządzeń kontrolnych, jakimi są przepływomierze cieczy. Urządzenia te są niezbędne w przemyśle maszynowym, energetycznym, chemicznym, gospodarce wodno-ściekowej oraz w wielu innych branżach.

Oferta rynkowa przepływomierzy jest bardzo szeroka i obejmuje m.in. przepływomierze elektromagnetyczne, działające w oparciu o indukcję elektromagnetyczną oraz przepływomierze owalnokołowe, które cechują się odpornością na zmienną lepkość i temperaturę. Z kolei bardzo precyzyjny pomiar i wysoką skuteczność zapewnią oferowane przez dostawców przepływomierze turbinowe i ultradźwiękowe, które dzięki czujnikom ultradźwiękowym doskonale sprawdzają się np. w dużych rurociągach.

Systemy detekcji gazowej

Bardzo ważną rolę w zakładach przemysłowych odgrywają rozmaite urządzenia służące do detekcji gazów. Jak wynika z przeprowadzonego sondażu, są one stosowane w przedsiębiorstwach 40% respondentów.

W zakładach przemysłowych zastosowanie znajdują zarówno przenośne mierniki gazowe, jak i stacjonarne systemy detekcji gazowej.

Przenośne detektory mogą być jednogazowe, przeznaczone do wykrywania jednego rodzaju gazu, oraz wielogazowe, umożliwiające wykrycie od dwóch do sześciu rodzajów gazu. Można je skonfigurować w taki sposób, aby alarmowały w różnych warunkach, co pozwala na wczesne informowanie operatorów o stanach zagrożenia. Nadrzędnym celem alarmu jest zasygnalizowanie zbliżającego się zagrożenia, zanim stanie się niebezpieczne dla pracowników, majątku i środowiska.

Bezpieczeństwo miejsc, gdzie potencjalnie wystąpić może zagrożenie gazami i parami, w dużej mierze zależy od niezawodności systemu detekcji gazowej, a zwłaszcza od jakości użytych sensorów. W ofercie producentów i dostawców znajdziemy różnego rodzaju czujniki, m.in. półprzewodnikowe (do detekcji gazów wybuchowych i toksycznych), katalityczne (do detekcji i pomiaru stężenia gazów wybuchowych) czy elektrochemiczne (do pomiaru stężenia gazów toksycznych).

Ciągłe monitorowanie wycieków niebezpiecznych gazów zazwyczaj sprowadza się do umieszczenia określonej liczby czujników w miejscach o największym prawdopodobieństwie wystąpienia tych wycieków. Układ ten zwany jest systemem z punktami stałymi. Stopień złożoności każdego systemu wykrywania gazów uzależniony jest od warunków zbierania danych. Rejestrowanie i przechowywanie danych umożliwia wykorzystywanie zgromadzonych informacji w celu określenia problematycznych obszarów, ale gdy system ma być wykorzystywany jedynie do ostrzegania przed zagrożeniami, nie jest konieczne.

Uzupełnienie oferty konwencjonalnych systemów wykrywania gazów (punktowego oraz otwartej ścieżki) stanowi zastosowanie technologii ultradźwiękowej, umożliwiającej szybszą detekcję wycieków gazów, które nie znajdują się w bezpośrednim obszarze detekcji czujnika. Dzięki temu rozwiązaniu można zredukować liczbę urządzeń i znacznie usprawnić system detekcji. Technologia ta z powodzeniem wykorzystywana jest w nowoczesnych stacjonarnych systemach wykrywania gazów, zwłaszcza w instalacjach prowadzonych na zewnątrz budynków, w których gaz wyciekający pod wysokim ciśnieniem może spowodować niebezpieczne następstwa.


Przeczytaj także

Wywiad: Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach
Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach Zakład nominowany w konkursie Fabryka Roku 2017 Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach to nowoczesny zakład produkujący silniki spełniające najbardziej... więcej »
Nowe koncepcje komunikacji w systemach sterowania z technologią IIoT w przemyśle przetwórczym
Cyfryzacja może zaoferować różnym gałęziom przemysłu przetwórczego poprawę w zakresie optymalizacji procesów i wydajność fabryk. Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT) wnosi do zakładów przemysłowych:... więcej »
Najlepsi w zarządzaniu największym kapitałem firmy
Wzorcowe zarządzanie zasobami ludzkimi oraz znaczący wpływ na rozwój gospodarczy regionu i kraju – to główne przesłanki wyboru TOP 10 Pracodawców Polski i TOP 5 Pracodawców Województwa Śląskiego.... więcej »
Optymalizacja odchyleń dzięki ACOPOS P3
Na tegorocznej konferencji i wystawie WindEurope firma B&R przedstawi serwonapęd ACOPOS P3 w zastosowaniu dla optymalizowania kontroli azymutu. Rozwiązanie to zmniejsza zużycie wynikające ze... więcej »
V edycja Spotkania Integratorów KUKA
Już 22 listopada odbędzie się V edycja Spotkania Integratorów KUKA. W roli głównej innowacyjny KMR iiwa, czyli System mobilnych robotów KUKA oraz niezawodny LBR iiwa! Dwie ścieżki tematyczne,... więcej »
ABB członkiem Polskiego Komitetu Światowej Rady Energetyki
ABB została włączona do Polskiego Komitetu Światowej Rady Energetyki, który wspiera rozwój i pokojowe wykorzystanie zasobów energetycznych świata. Wartości reprezentowane zarówno przez Polski... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

Fabryka Roku 2017
2017-11-23 - 2017-11-23
Miejsce: Warszawa
Targi EUROTOOL
2017-11-28 - 2017-11-30
Miejsce: Kraków
Targi FASTENER POLAND
2017-11-28 - 2017-11-30
Miejsce: Kraków
INTRALOMAG II Targi Logistyki Magazynowe
2017-11-29 - 2017-11-30
Miejsce: Łódź
Targi RENEXPO® INTERHYDRO
2017-11-29 - 2017-11-30
Miejsce: Salzburg
Top Industry Summit 2017
2017-11-29 - 2017-11-29
Miejsce: Warszawa

Katalog

UNILIFT Sp. z o.o. sp.k.
UNILIFT Sp. z o.o. sp.k.
Ołowiana 16
85-461 Bydgoszcz
tel. +48 52 581 05 15

Indusoft Polska Sp. z o.o.
Indusoft Polska Sp. z o.o.
St. Kunickiego 10A/II
54-514 WROCŁAW
tel. 071-7890881

zobacz wszystkie




SONDA


tak
nie
nie wiem


Wydania specjalne


Profesjonalne Tłumaczenia Techniczne
O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2017 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce