wyświetlacz banner

CyanMagentaYellowblacK
napêdy i sterowanie
Pomiar i kontrola wielkoœci
fizycznych w uk³adach
automatyki
Kontrola i pomiar takich wielkoœci, jak ciœnienie, temperatura i przep³yw stanowi¹ integraln¹ czêœæ uk³adów automatyzacji procesów przemys³owych. Monitorowanie tych wielkoœci stanowi podstawê zapewnienia jakoœci w wielu procesach produkcyjnych, zaœ w wielu przypadkach – szczególnie w strefach zagro¿onych wybuchem – stanowi podstawê bezpieczeñstwa pracy. Firma TURCK równie¿ w tej dziedzinie jest dla Pañstwa kompetentnym partnerem.
T
emperatura nale¿y do najczêœciej
mierzonych wielkoœci fizycznych.
Definicja podaje, ¿e jest to wielkoœæ
skalarna, charakteryzuj¹ca stan równowagi termodynamicznej uk³adu makroskopowego. W procesie pomiaru potrzebna jest
wartoœæ wzorcowa, punkty sta³e o dobrej
powtarzalnoœci (np. punkt potrójny wody),
czyli tzw. empiryczna skala temperatury. Do
najwa¿niejszych skal temperatury tego
typu nale¿¹: skala Celsjusza i Fahrenheita.
Druga zasada termodynamiki umo¿liwia
wprowadzenie temperatury empirycznej
niezale¿nej od cia³a wzorcowego, zwanej
temperatur¹ bezwzglêdn¹. Pomiar tej temperatury w warunkach laboratoryjnych jest
jednak praktycznie niemo¿liwy, dlatego wprowadzono tzw. Miêdzynarodow¹
Praktyczn¹ Skalê Temperatury (MPST),
bêd¹c¹ najlepszym, jak na dzisiejszy stan
techniki pomiarowej, przybli¿eniem skali
temperatury bezwzglêdnej. Opracowane
zosta³y ró¿nego typu metody pomiaru, które mo¿na podzieliæ na nieelektryczne –
wykorzystuj¹ce zjawisko rozszerzalnoœci
cieplnej cia³ sta³ych i cieczy, oraz elektryczne – wykorzystuj¹ce zjawisko zmian wybranej wielkoœci elektrycznej ze zmian¹
temperatury (np. termometry rezystancyjne i termoelektryczne).
Firma TURCK oferuje Pañstwu swoje
czujniki termorezystancyjne PT100 (rys. 1)
z zakresem mierzonej temperatury od
-50 do +120°C, przy³¹czem G1/8 oraz dwoma d³ugoœciami czujnika – 13 i 24 mm.
W procesach automatyzacji procesów
przemys³owych wa¿n¹ rolê odgrywaj¹
przetworniki temperatury, które umo¿liwiaj¹ przetworzenie niestandardowych sygna³ów z czujników temperatury na standardowe dla uk³adów sterowania sygna³y
analogowe 0/4...20 mA. W tej dziedzinie
oferta firmy TURCK jest bardzo szeroka.
Oferujemy przetworniki wspó³pracuj¹ce
z czujnikami rezystancyjnymi i termoparami. Nasze przetworniki proponujemy w
trzech typach obudowy (rys. 2): modu³y
do monta¿u na szynie DIN o szerokoœci
Rys. 1. Czujniki termorezystancyjne PT100
18, 27 i 50 mm oraz jako eurokarty 19''. Jako
przyk³ad s³u¿yæ mo¿e przetwornik MK34...,
który wspó³pracuje z dowolnym 2,3 i 4 przewodowym czujnikiem rezystancyjnym lub
termopar¹, zaœ zakres temperatury, który
ma zostaæ przetworzony na sygna³ 0/4...20
mA, jest ustawiany za pomoc¹ obrotowych prze³¹czników koduj¹cych. Przetworniki te s¹ dostêpne w wersji iskrobezpiecznej dla stref zagro¿onych wybuchem. Osobn¹ ofertê stanowi¹ przetworniki w kszta³cie walca z serii KMU (rys. 3).
Maj¹ takie same parametry jak wy¿ej opisane przetworniki MK34, wykonywane s¹
54
Napêdy i Sterowanie - Nr 02/2002 - str 54
Rys. 3. Przetworniki
w kszta³cie walca z serii KMU
w wersji Ex i stanowi¹ ciekaw¹ ofertê równie¿ dla producentów kompaktowych czujników temperatury.
Nasz¹ ofertê w zakresie pomiaru i kontroli temperatury uzupe³niaj¹ kompaktowe
czujnik z serii TC01… stanowi¹ce po³¹czenie rezystancyjnego czujnika pomiarowego z przetwornikiem w jednej obudowie
(patrz: rys. 4). Czujniki te umo¿liwiaj¹ pomiar temperatury w zakresie od -40 do
+120°C, wyposa¿one s¹ w siedmiosegmentowy wyœwietlacz wskazuj¹cy aktualn¹
wartoœæ temperatury z mo¿liwoœci¹ wyboru skali empirycznej (°C/°F). Od strony
wyjœcia mamy do dyspozycji wykonanie
z dwoma wyjœciami pnp z programowaln¹
Rys. 4. Kompaktowy
czujnik z serii TC01
Rys. 2. Przetworniki
w trzech typach obudów
funkcj¹ NO lub NC lub wykonanie z jednym wyjœciem analogowym 4...20 mA oraz
jednym dwustanowym pnp. W celu dopasowania siê do ró¿nych aplikacji zwi¹zanych ze sterowaniem i optymalizacj¹ procesów wszystkie parametry pracy s¹ programowane za pomoc¹ przycisków umieszczonych na panelu czo³owym czujnika.
Ustawiæ mo¿emy histerezê lub „okno” prze³¹czania, czas opóŸnienia na za³¹czenie
i wy³¹czenie w zakresie 0 – 50 s, wybraæ
funkcjê za³¹cz/wy³¹cz lub kontroli wartoœci min/max. Rozdzielczoœæ nastaw wynosi 0,5°C, zaœ rozdzielczoœæ odczytu 0,1°C.
napêdy i sterowanie
Rys. 5. Rodzaje ciœnieñ
Czujniki z serii TC01... stanowi¹ ciekaw¹ propozycjê. W jednej
kompaktowej obudowie zawarto czujnik, przetwornik oraz wyjœcia analogowe i dwustanowe do bezpoœredniego wykorzystania w uk³adach sterowania.
Ciœnienie to po temperaturze najczêœciej mierzona i monitorowana wielkoœæ fizyczna w procesach przemys³owych. Jego wartoœæ zale¿y od przyjêtego poziomu odniesienia, st¹d rozró¿nia
siê: c. absolutne (bezwzglêdne), wyznaczane wzglêdem zera absolutnego (pró¿ni absolutnej), c. atmosferyczne (barometryczne)
– c. absolutne atmosfery ziemskiej, nadciœnienie – nadwy¿ka
powy¿ej c. atmosferycznego i podciœnienie – niedomiar poni¿ej
c. atmosferycznego (rys. 5). Ciœnienie mo¿e byæ statyczne (hydrostatyczne) lub dynamiczne (szybkozmienne).
Do pomiarów przemys³owych najczêœciej stosuje siê ciœnieniomierze u¿ytkowe o zakresach pomiarowych od -0,1 do 60 MPa
i klasach dok³adnoœci 0,6 – 2,5. U¿ytkownicy maj¹ do dyspozycji
szerok¹ paletê ró¿nego typu urz¹dzeñ pomiarowych opartych w
wiêkszoœci o mechaniczne elementy pomiarowe. Postêp technologiczny sprawi³, i¿ pojawi³y siê nowe metody pomiarowe, które
w przeciwieñstwie do dotychczas stosowanych, wraz z up³ywem
czasu nie trac¹ swoich w³aœciwoœci pomiarowych. Do tej grupy
nale¿¹ czujniki piezorezystancyjne oferowane przez firmê TURCK.
W czujnikach tych wykorzystano zjawisko piezoelektryczne –
powstawanie elektrycznych ³adunków jonowych na œciankach deformowanego
kryszta³u pod wp³ywem zmian ciœnienia
w granicach jego sprê¿ystoœci. Zmiana ciœnienia wp³ywa na deformacjê materia³u ceramicznego, która poprzez mostek Wheatsone'a przetwarzana jest na konkretn¹
wartoœæ rezystancji odpowiadaj¹c¹ w sposób proporcjonalny zmianom ciœnienia. Ta
metoda zosta³a wykorzystana w nowej serii czujników ciœnienia z serii PC... firmy
TURCK (rys. 6). Czujniki te, oparte na przetworniku mikroprocesorowym, oferowane
s¹ w 13 najczêœciej stosowanych zakresach pomiarowych, pocz¹wszy od podciœnienia w zakresie -1 – 0 bar, a¿ po zakres
0 – 600 bar. Wyposa¿one s¹ w wyœwietlacz wskazuj¹cy aktualn¹ wartoœæ ciœnienia, mo¿liwoœæ zapamiêtywania wartoœci granicznej, dostêpne z szeœcioma ró¿nymi kombinacjami funkcji wyjœciowej
(2 x pnp/npn, 0 – 10 V, 4 – 20 mA, przekaŸnik, 0 – 10 V + pnp/npn, 4 – 20 mA + pnp/ Rys. 6. Czujnik
npn), programowalnym czasem opóŸnie- ciœnienia z serii PC
Napêdy i Sterowanie - Nr 02/2002 - str 55
CyanMagentaYellowblacK
napêdy i sterowanie
nia na za³¹czenie i wy³¹czenie w zakresie
0 – 50 s oraz czasem odpowiedzi w przedziale 0 – 500 ms. Dziêki zastosowaniu nowoczesnych elementów ceramicznych czujniki odporne s¹ na wiêkszoœæ mediów agresywnych. Ich podstawowe zalety w stosunku do powszechnie stosowanych mechanicznych czujników ciœnienia to:
l nastawa punków pracy nie wymaga zastosowania dodatkowego manometru
(czujniki wyposa¿one s¹ we wskaŸnik
cyfrowy);
l czujniki mechaniczne wymagaj¹ regularnych przegl¹dów nastaw (czujniki piezorezystancyjne zapewniaj¹ pe³n¹ stabilnoœæ i powtarzalnoœæ nastaw);
l elementy mechaniczne ulegaj¹ zu¿yciu,
a to wi¹¿e siê z dodatkowymi kosztami
konserwacyjnymi.
Rys. 7.
Kompaktowy
czujnik
ciœnienia
z serii
PC-P
Nasze czujniki ciœnienia oferujemy równie¿ w innej wersji obudowy (rys. 7).
Rodzina kompaktowych czujników z serii
PC-P posiada takie same parametry techniczne jak wy¿ej opisane czujniki PC, ale
56
Napêdy i Sterowanie - Nr 02/2002 - str 56
Rys. 8.
Czujniki
przep³ywu
wykonywana jest tylko w czterech zakresach pomiarowych: 0 – 10, 0 – 40, 0 – 100
i 0 – 400 bar.
Przep³yw to kolejna wielkoœæ fizyczna
odgrywaj¹ca zasadnicz¹ rolê w automatyzacji procesów przemys³owych. Podstawowe zadania czujników obecnoœci przep³ywu to zabezpieczenie pomp przed suchobiegiem, kontrola przep³ywu i dozowanie mediów w procesach przetwórczych,
kontrola stanu zanieczyszczenia filtrów czy
ró¿nego typu uk³adów ch³odzenia. Firma
TURCK oferuje czujniki przep³ywu oparte
o kalorymetryczn¹ metodê pomiaru, wykorzystuj¹c¹ zale¿noœæ parametrów wymiany ciep³a (miêdzy nagrzewnic¹ a p³ynem mierzonym) od œredniej w przekroju
prêdkoœci przep³ywu. Oferujemy je w wykonaniu kompaktowym (czujnik i przetwornik w jednej obudowie oraz jako czujniki
typu wk³adka z przetwornikiem montowa-
nym na szynie DIN lub w
postaci eurokarty 19'' (rys.
8). Zakresy pomiarowe: dla
wody 1 – 150 cm/s, dla oleju
3 – 300 cm/s, dla powietrza
0,5 – 30 m/s oraz dla ma³ych
przep³ywów 15 – 1800 ml/
min w wykonaniu przelotowym. Szeroka paleta ró¿nego typu materia³ów obudowy (stal nierdzewna, dyflor,
teflon, tytan, tantal, hastelloyj) oraz kombinacji sygna³ów wyjœciowych umo¿liwia
zastosowanie tych czujników we wszystkich ga³êziach przemys³u dla wszelkiego typu medium ciek³ego
lub gazowego. Dostêpne s¹
równie¿ w wykonaniu iskrobezpiecznym
dla stref Ex.
W tym roku firma TURCK wprowadzi
dodatkowo now¹ seriê czujników przep³ywu opart¹ na innej metodzie pomiaru. Ich
g³ówn¹ zalet¹ bêdzie brak koniecznoœci ingerencji w instalacjê rurow¹, tzn. czujniki
nie bêd¹ wymaga³y bezpoœredniego kontaktu z kontrolowanym medium.
Wszystkie wy¿ej wymienione urz¹dzenia zosta³y opracowane i wykonane z wykorzystaniem najnowszych rozwi¹zañ technicznych. Zapewniaj¹ wysok¹ niezawodnoœæ pracy oraz bardzo dobr¹ dok³adnoœæ
i powtarzalnoœæ pomiarów. Mamy nadziejê, ¿e spotkaj¹ siê z Pañstwa zainteresowaniem.
Wasza satysfakcja to nasz sukces!