Aktuální vydání

celé číslo

07

2019

Řízení dopravy a budov

celé číslo

Hlídače průtoku společnosti Turck s rozhraním IO-Link a HART

Hlídače průtoku se používají v mnoha průmyslových oborech v různých zařízeních a systémech. Mezi příklady využití patří např. hlídání hydraulických soustav, chladicích a mazacích okruhů, kontrola dávkování přísad, lepidel, ochrana proti běhu čerpadel „na sucho“, kontrola chodu ventilátorů odsávacích jednotek apod.
 

Princip a konstrukce

 
Snímače pro hlídání proudění plynů a kapalin společnosti Turck pracují na kalorimetrickém principu, neobsahují žádné mechanické části a vyhodnocují okamžitý průtok média. Kalorimetrický měřicí princip je založen na metodě přenosu tepla, resp. ochlazení.
 
Senzor obsahuje teplotně závislé měřicí rezistory, které jsou připojeny k měřicímu můstku. Jeden z měřicích rezistorů je závislý na teplotě média, druhý přichází do termického (tepelného) kontaktu s topným článkem. Jestliže je topný článek pod napětím, vzniká rozdíl teplot obou měřicích rezistorů. Tato diference má konstantní hodnotu, pokud je médium v klidu. Protéká-li médium, odvádí teplo z topného článku a teplota na zahřátém měřicím rezistoru klesá. Tím se mění rozdíl teplot mezi rezistory a také napětí na měřicím můstku. Na základě rozdílů napětí je vypočtena aktuální hodnota průtoku.
 
Z hlediska konstrukce je možné hlídače rozdělit na:
  • kompaktní – senzor a vyhodnocovací jednotka jsou obsaženy v jednom pouzdru,
  • s oddělenými senzory – senzor musí být připojen k externí vyhodnocovací jednotce.
Senzory se dále dělí na:
  • ponorné – senzory se umisťují do šroubení na potrubí,
  • snímače in-line – snímač je vsazen do potrubí (obr. 1).
Z hlediska výstupu je možné snímače rozdělit na dvouhodnotové, které v závislosti na nastavené mezi průtoku vyhodnocují, zda médium protéká nebo neprotéká, a analogové, jejichž výstupní signál 0/4 až 20 mA je úměrný průtoku média.
 
Doplňkovou informací, kterou lze snímačem vyhodnocovat, je teplota média – maximálně 100 ºC, krátkodobě až do 120 ºC. Snímače jsou opatřeny závity (G1/4", G1/2", GL1/2" nebo NPT1/2"). Montáž pomocí tzv. T-kusu nebo návarku je velmi jednoduchá. Senzory odolávají tlaku do 10 MPa.
 

Kompaktní snímače

 
Kompaktní snímače jsou dodávány ve dvou variantách: z korozivzdorné oceli nebo z plastu. V jednom robustním pouzdru je obsažen vlastní senzor, který je vždy ocelový, a vyhodnocovací jednotka.
 
K dispozici jsou snímače s tranzistorovými výstupy pnp nebo npn, reléovým výstupem a analogovým výstupem 0/4 až 20 mA. Spínací bod dvouhodnotových snímačů nebo měřicí rozsah analogových snímačů se snadno nastavuje potenciometrem. Stav průtoku a stav výstupu hlídače jsou signalizovány na řetězci šesti LED. Díky své univerzálnosti a nenáročné instalaci jsou kompaktní typy nejrozšířenější skupinou těchto snímačů a umožňují vykonávat různé druhy kontroly pro kapalná média v různých úlohách.
 

Ponorné senzory

 
Hlídače průtoku bez vyhodnocovacího zařízení jsou vhodné pro použití v náročném průmyslovém prostředí nebo pro teploty médií do 160 ºC. Senzory s vyšší odolností proti tlaku až do 60 MPa umožňují kontrolovat průtok např. v kompresorových stanicích a hydraulických agregátech.
 

Snímače in-line

 
Pro malé objemové průtoky jsou k dispozici speciální snímače in-line, které mohou kontrolovat průtok kapalných médií (např. vody nebo oleje) od 0,3 do 108 l/h. Senzory z korozivzdorné oceli se vkládají přímo do potrubí a jsou dodávány s vnitřním průměrem od 3,5 do 9,3 mm pro teplotní rozsah média od –20 do +80 ºC. Snímače mohou pracovat za provozního tlaku až 1,6 MPa, při maximálním průtoku 1 800 l/h.
 

Hlídače průtoku pro prostředí s nebezpečím výbuchu

 
Hlídače průtoku pro prostředí Ex jsou navrženy tak, aby vyhovovaly standardům jiskrové bezpečnosti i pro použití v zónách 0 a 2. K dispozici jsou pouze oddělené senzory, které je nutné připojit k vyhodnocovací jednotce v nevýbušném provedení. Tyto hlídače mohou pracovat za provozní teploty v rozmezí –20 až +120 ºC a provozního tlaku až 6 MPa.
 

Vyhodnocovací zařízení

 
Pro ponorné senzory a snímače in-line jsou k dispozici vyhodnocovací jednotky MK96 (obr. 2) a MS96 k montáži na lištu DIN. Modely vyhodnocovacích jednotek se liší provedením, funkcí, výstupem a napájecím napětím. Jednotka MS96 zajišťuje mimo kontrolu průtoku také kontrolu teploty. Pro hlídače průtoku do prostředí Ex je k dispozici jiskrově bezpečné vyhodnocovací zařízení MS96…Ex a MC96…Ex.
 
Poslední modely vyhodnocovacích zařízení řady FM-IM lze snadno nastavit tlačítkem teach-in nebo prostřednictvím rozhraní IO-Link/HART. Tyto vyhodnocovací jednotky jsou kompatibilní se všemi dodávanými snímači průtoku.
 
Moduly jsou dostupné v osvědčené verzi IM pro montáž na lištu DIN. Vyhodnocovací jednotky monitorují přerušení vodičů a zkrat. Provozní rozsah a diagnostika jsou signalizovány řetězcem deseti LED.
 

Jednoduchá konfigurace

 
Moduly pro hlídání průtoku mají dva operační režimy: režim SIO (standardní IO) pro konvenční spínání a režim IOL (IO-Link) pro přenášení aktuální měřené hodnoty pomocí dvanácti bitů. Moduly jsou konfigurovatelné tlačítky nebo ovladačem přes komunikační rozhraní IO-Link/HART.
 

Velké množství různých typů zařízení

 
Řada vyhodnocovacích jednotkek FM obsahuje šest typů zařízení: tři zařízení pro připojení senzorů v základním prostředí (FM) a tři pro senzory do prostředí s nebezpečím výbuchu (FMX). Jednotky jsou vybaveny standardními tranzistorovými výstupy PNP, reléovými výstupy a analogovými proudovými výstupy 4 až 20 mA.
 

Závěr

 
Společnost Turck, s. r. o., nabízí v rámci svých bezplatných služeb zpracování návrhu řešení pro dané použití, předložení cenové nabídky a vyzkoušení funkčního principu u zákazníka.
 
Podrobnější informace poskytnou pracovníci firmy Turck.
Jan David, Turck, s. r. o.
 
Obr. 1. Snímač pro hlídání průtoku v provedení in-line
Obr. 2. Vyhodnocovací jednotka MK 96