Det tekniske hjørne 3 – Indlæg om tekniske produkter

Skrevet af Morten B. Jensen, Manager, Instrumentation, KLINGER Danmark A/S

Er produkterne der skal mikses enten væsker eller gasser kan alternativet være at benytte in-line blending – en proces hvor ingredienserne mikses direkte i rørstrengen.

Selve kontrollen af blandingsforløbet styres ud fra flowmængderne i en såkaldt forholdsregulering.

Forholdsregulering

En forholdsregulering benyttes hvor et strømmende produkt automatisk skal tilføres et andet i et foruddefineret forhold.

Forholdsregulering

Forholdsregulering - flerstrøms

Forholdsregulering - part to total

Der placeres en flowmåler i hver rørstreng og målesignalet sendes til en regulator, der kan styre en ventil eller en pumpe, så det rigtige blandingsforhold sikres. Strengen, hvor ventilen placeres, kaldes det kontrollerede flow, mens det andet flow kaldes det vilde (ukontrollerede) flow – sidstnævnte er hovedflowet, der normalt fremføres i den største rørdimension. At placere reguleringsorganet i den mindste rørstreng vil oftest gøre reguleringen hurtigere, samtidig med det også af økonomiske årsager giver god mening at vælge mindre ventiler/pumper.

Reguleringen kan selvfølgelig udvides til flere strenge, såfremt man ønsker et miks af flere forskellige produkter – ligesom det i visse tilfælde kan være hensigtsmæssigt at lade det kontrollerede flow indstille sig efter totalflowet på det den færdige blanding.

Typiske opgaver

Blandingsgasser benyttes i mange processer, og de blandes ofte på stedet i et nøjagtigt blandingsforhold af to eller flere gasarter, for at skabe de optimale betingelser til f.eks. en forbrændingsproces.

Mange steder er de rene gasser til rådighed, enten i form af gasflasker eller i større gaslagre på virksomheden. Selve blandeprocessen foregår da som en kontinuerlig regulering af flowet, hvor forholdet mellem de forskellige gasarter kontrolleres.

Til denne opgave er en termisk masseflowmåler den ideelle måler at vælge. Måleprincippet er uafhængigt af mediets tryk- og temperatur, og princippet garanterer derfor en høj nøjagtighed uanset varierende omgivelsestemperaturer og forbrug.

Der findes endog termiske masseflowmålere med indbygget regulator/ventil, så hele blandingen kan etableres som et integreret system med en master-slave regulering, hvor det ønskede blandingsforhold indstilles direkte på slave målerens display.

Typiske opgaver er:

• Brænder kontrol
• Kalibrering af instrumenter
• Beskyttelsesgasser for laserudstyr
• Blanding af gasser til medicinske formål
• Sammensætning af testgasser

Skrevet af Morten B. Jensen, Product Manager instruments, KLINGER Denmark A/S

For udefra kommende kan det virke noget ”kryptisk” - og en smule unødvendigt – at en simpel trykmåler skal have en varekode på 10…12 karakterer. Koden benyttes dog til at identificere produktet og indeholder alle informationer om materialer, tilslutninger etc.

I dag findes der mange forskellige software værktøjer, udviklet af forskellige leverandører, der kan hjælpe til med at definere og konfigurere instrumenter fra netop din foretrukne leverandør.

Konfiguration og dokumentation i et og samme værktøj

Honeywell’s ”Application and Validation Tool” (AVT) giver brugeren mulighed for at dele konfigurationer med andre (f.eks. i en projektgruppe), få instrumenterne indstillet på fabrikken efter kundespecifikke ønsker, og, ikke mindst, så klargøres slutdokumentationen i form af datablade med alle – for instrument og proces – relevante data angivet.

Selve konfigurationen foregår på en let forståelig måde, hvor der først vælges måleprincip, så defineres de grundlæggende parametre/funktioner, hvorefter mulige valg stilles til rådighed for brugeren. Valgene anskueliggøres grafisk idet komponenten ”bygges” mens der vælges – er det en niveaumåling der skal konfigureres viser en lille isometri den anbefalede placering af målepunktet.

Efter endt konfiguration ”godkendes” valget og instrumentet lagres i ”skyen” med en unik adresse, så det altid kan kaldes frem igen og anvendes til:

• Beregning og visning af målenøjagtigheder ved de opgivne driftsbetingelser
• Deling med andre i en eventuel projektgruppe
• Prisforespørgsler til leverandøren.
• Bilag i forbindelse med en evt. bestilling – eventuelle kundespecifikke opsætninger kan så overføres til instrumentet under produktionen.
• Slutdokumentation i form af datablade for det enkelte instrument – eksporteret enten i MS Excel format eller i PDF-format for direkte udskrivning

Skrevet af Morten B. Jensen, Product Manager instruments, KLINGER Denmark A/S

En trykafbryder er et måleapparat, der konverterer et målt systemtryk til et elektrisk skiftesignal, som kan viderebehandles af et styresystem, eksempelvis en PLC. Uanset om det er en mekanisk eller en elektronisk omskifter, er udgangssignalet fra en pressostat altid et binært signal.

I praksis er en pressostat inaktiv, indtil det indstillede skiftepunkt nås, eksempelvis ved tryk = 10 bar, hvorved trykket ”trigger” kontaktsignalet og ændrer udgangens status. Forenklet sagt så slutter og bryder en pressostat et elektrisk kredsløb - afhængigt af dens design og / eller indstilling - når den når et defineret skiftepunkt.

Men skal man så vælge en elektronisk eller mekanisk pressostat?

Den mekaniske pressostat

konverterer procestrykket til et elektrisk signal via en mekanisk bevægelse – uden forsyningsspænding; Det mekaniske tryk overføres til en bevægelse af et stempel, som igen benyttes til at aktivere en skiftekontakt. Stemplet holdes på plads af en fjeder der skaber det modtryk, som skal overvindes for at stemplet bevæger sig – det er altså fjederkraften, der er bestemmende for, hvor det aktuelle skiftepunkt for trykafbryderen er. Indstilling af skiftepunktet foretages derfor ved at spænde fjederen til det ønskede modtryk, valget af fjeder bliver derfor bestemmende for kontaktens funktionsområde, kontaktpunkt og hysterese.

Det er generelt enkle enheder bygget med pålidelighed eller lavpris applikationer i tankerne. Ofte afhænger konstruktionen af hvor hyppigt kontaktsignalet skal aktiveres, idet de enten kan være designet til hyppige koblingscykler i processtyringsapplikationer eller til sikkerhedsapplikationer der kræver få koblinger. Mekaniske trykafbrydere tillader normalt ikke justering af hysteresen, ligesom punktet for nulstilling er forudindstillet ved fabriksindstilling, så det kan heller ikke konfigureres.

Hvornår skal man bruge en mekanisk pressostat?

De er perfekte til sikkerhedskritiske applikationer, som kræver en selvstændig ”sovende” sikkerhedsvagt, der giver et øjeblikkeligt signal når trykket krydser en bestemt forudindstillet værdi – uafhængigt af udefrakommende kilder, som f.eks. spændingsforsyning.

Er der fokus på prisen er de ofte attraktive alternativer, blot sal man være opmærksom på den mekaniske slitage, der kan resulterende for tidlige fejl ved mange koblinger.

Den elektroniske pressostat (se også billede til højre)

Elektroniske trykafbrydere er opbygget som en tryktransmitter, dvs. det er en trykfølsom sensor, der påvirkes af procestrykket. Ved påvirkningen deformeres sensoren en smule; en deformation, der kan aftastes, og omformes til et elektrisk signal, som er proportionalt med procestrykket. De målte værdier bearbejdes elektronisk i en mikroprocessor, og kontaktpunkt, hysterese og andre funktioner kan let indstilles enten direkte på enheden med knapper og et display eller ved brug af software. En elektronisk kontakt er derfor meget fleksibel og kan tilpasses stort set alle forhold.

De giver også mulighed for kontinuerlige trykaflæsninger, ligesom en angivelse om udgangssignalet er aktivt eller ej ofte er en del af enheden. Benyttes busteknologi, som f.eks. IO-Link, kan dette også bruges til fjernprogrammering via signalkablet – så alarmpunktet f.eks. kan tilpasses aktuelle procestilstande.

Hvornår skal man bruge en elektronisk pressostat?

Elektroniske trykafbrydere er velegnede til applikationer, som kræver stabilitet, flere switchpunkter og fleksibilitet i styringen – f.eks. i forbindelse med automatiseret udstyr. De er det ønskede valg til installationer, der kræver fleksibel programmering og justering, lokale indikationer og ekstra analoge udgangssignaler.

Se mere her