Aktuální vydání

celé číslo

12

2021

Automatizace v chemickém a petrochemickém průmyslu

Průtokoměry a regulační ventily

celé číslo

Běžné provozní snímače a akční členy

Jak vypadá běžný snímač nebo akční člen používaný v průmyslové praxi? Na tuto otázku odpovídá doporučení NE 131, zveřejněné sdružením NAMUR v dubnu 2009. Profily běžných provozních přístrojů vznikly sloučením údajů získaných z typických instalací u uživatelů automatizační techniky, dotazováním odborníků, opět především z řad uživatelů automatizační techniky, a průzkumem trhu. Cílem bylo vytvořit profily typických provozních přístrojů, jež se vyskytují v 80 % instalací.
 
K čemu jsou takové profily dobré? Především mají být vodítkem při vývoji nových provozních snímačů a akčních členů. Vzhledem k tomu, že doporučení zahrnuje zvláště pohled ze strany uživatelů, je v něm obsaženo to, co uživatelé ve většině případů od této techniky požadují. Současně může doporučení sloužit i uživatelům jako vodítko při výběru vhodné techniky: jestliže přístroj v některých ohledech požadavky tohoto doporučení nesplňuje, je na místě opatrnost, protože nejde o běžný provozní snímač a při jeho použití v průmyslu v běžných podmínkách a úlohách se mohou vyskytnout problémy.
 

Obecná doporučení

Obecně doporučení mluví především o kvalitě, přesnosti, spolehlivosti a bezpečnosti. Podle NAMUR mají běžné provozní přístroje vyhovovat požadavkům úrovně funkční bezpečnosti SIL 2, jejich doba života má odpovídat době života celého zařízení (která je obvykle 20 až 25 let), přičemž interval mezi kalibracemi by měl být přibližně pět let. Mělo by jít o přístroje určené do zóny 1, skupina C, teplotní třída T4. Je-li to možné, měla by být k dispozici také varianta do zóny 22 a mělo by jít o přístroje jiskrově bezpečné (Ex i).
 
Nejistota měření by měla být obecně udávána v celém měřicím rozsahu za normálních podmínek. Dodavatel by měl specifikovat vliv dalších provozních proměnných (teploty, tlaku apod.) a způsob jejich kompenzace.
 
Standardem by mělo být dvouvodičové připojení (kromě odůvodněných případů). Analogové výstupy (popř. s protokolem HART) by měly být pasivní, jiskrově bezpečné. Binární výstupy mají být v souladu s normou IEC 60947-5-6. Nemělo by být požadováno použití stíněného kabelu a zemnění by mělo být provedeno připojením k technologickému zařízení.
 
U čtyřvodičového zapojení by napájení mělo být realizováno jako Ex e a výstupy by měly být pasivní Ex i nebo aktivní Ex e. Analogové výstupy mají být galvanicky odděleny od pomocného napájení.
 
Po mechanické stránce mají být přístroje dostatečně odolné. Běžné je, že všechny části, které přicházejí do styku s měřeným médiem, jsou z korozivzdorné oceli, ve speciálních případech chráněné vhodným povlakem.
 
Z analýzy údajů uživatelů vyplynulo, že ve většině případů se požaduje možnost místně zobrazovat měřené hodnoty a místně nastavovat parametry.
 

Provozní snímače teploty

Doporučení dále stanovuje požadavky na jednotlivé provozní přístroje: snímače průtoku, tlaku, polohy hladiny a teploty a akční členy. Protože toto číslo časopisu Automa se zvláště věnuje snímačům teploty, jsou zde uvedeny požadavky na běžné provozní snímače právě této veličiny. Zájemce o ostatní komponenty odkazuji na webové stránky společnosti NAMUR (www.namur.de), kde je doporučení (v angličtině nebo němčině) k dispozici.
 
Snímač teploty se obvykle skládá z několika částí, jež mohou být dodávány jako jeden celek nebo i samostatně. Jsou to: ochranná jímka, čidlo, převodník a připojovací hlavice.
 
U běžných snímačů teploty je pro jejich cenu rozhodující zpravidla cena ochranné jímky. Její provedení a použitý materiál závisejí na měřeném médiu. Minimem u běžného provedení je korozivzdorná ocel. Běžná jsou přírubová provedení DN 25 až DN 50 pro jmenovitý provozní tlak PN 40.
 
Standardním čidlem je odporový senzor Pt100 s keramickým povlakem nebo bez něj (velikost 6 mm, třída přesnosti A). V mnoha odůvodněných případech (např. pro vysoké teploty) není vyloučeno použití jiných vhodných senzorů: Pt1000, termoelektrických článků apod.
 
Běžný převodník odpovídá doporučení NAMUR NE 89. Provozní teplota je –25 až +60 °C. Třída přesnosti je 0,1 % a reprodukovatelnost 0,2 %. Není vybaven zobrazovačem a měl by být schopen diagnostikovat přerušení vodičů a zkrat. Vstupy a výstupy mají být galvanicky odděleny.
 
Provedení připojovací hlavice musí odpovídat normě DIN 43735; konkrétní provedení (nízká hlavice, vysoká hlavice) a použitý materiál závisejí na dohodě výrobce a zákazníka.
 

Závěr

Doporučení NE 131 je pro výrobce senzorů vodítkem, jak vyrábět levné a kvalitní senzory a akční členy pro 80 % úloh, které se v průmyslu vyskytují. Vždy zůstane pětina úloh, kde se uplatní specifické verze těchto produktů, ať už levnější, méně přesné a méně odolné, nebo naopak dražší, přesnější a odolnější.
 
Ačkoliv doporučení není závazným standardem, jeho tvůrci oceňují význam standardizace v této oblasti techniky, protože dodržování standardů usnadňuje práci jak uživatelům při objednávání, tak inženýrským firmám při konstrukci zařízení a konec konců i výrobcům snímačů a akčních členů, zvláště jejich vývojovým kancelářím.
(Bk)