Flowmåling direkte integreret i PLC og uden indgreb i rørinstallation

Ved hjælp af ny ultralydstransmitter kombinerer vi clamp-on-teknologi med nem integration i PLC-verdenen via nyt teknologimodul FST070.

Udover tryk og temperatur, er flow den vigtigste parameter, når gasser og væsker løber gennem rørene. Der findes forskellige teknologier, der kan måle dette. Nu binder en transmitter alle de forskellige teknologiske tilgange til måling sammen, og det minimerer installationsbehovet og øger fleksibiliteten.

 

Raffinaderier, kemiske og farmaceutiske fabrikker eller føde- og drikkevareproduktionen er afhængige af præcise flowmålinger. På et bryggeri er der fx mange forskellige væsker, som man konstant skal holde øje med for at sikre den bedste produktkvalitet: Vand, gæringsrester, krydderier, køle- og varmevæsker, rengøringsmidler, spildevand – og selvfølgelig selve øllet. Temperaturen varierer en del på de individuelle væsker i løbet af brygningen, og flowhastigheden og flowmængden er alt andet end konstant i sådanne anlæg. Ikke desto mindre skal man til enhver tid kunne lokalisere og kontrollere alle medier. Siemens viser, hvordan man kan gøre det på en sikker og smart måde, med et flowmålingsystem, hvor kernen er SITRANS FST070-teknologimodulet. Modulet kombinerer fordelene ved clamp-on-teknologi med decentrale automationsløsninger og en nem integration, som tilsammen giver et overordnet styre- og instrumenteringssystem uden nævneværdig programmering.

 

Læs mere om SITRANS FS DSL og FSS200-ultralydsmåler.

Modulært IO-system

SITRANS FST070 er ikke en klassisk transmitter i eget kabinet, men et modul til den perifere SIMATIC ET 200SP-enhed. Det betyder, at transmitteren kun har brug for en plads i den perifere SIMATIC-enhed, hvor den kan kombineres med andre moduler efter behov. Denne fleksibilitet med hensyn til kombinationsmuligheder har været karakteristisk for IO-systemerne i SIMATIC ET200-produktfamilien i årtier. Takket være de individuelle konfigurationsmuligheder med en lang række forskellige plug-in-moduler, passer den perifere enhed sammen med alle applikationer. Det skyldes dels den enkle skalerbarhed – systemet kan udvides løbende – og dels alle de funktionsmuligheder, som man får med modulerne. Det er lige fra soft- og motorstartere til veje- og doseringsopgaver, hardwarebaserede signalprocesser, og til hurtig optælling, måling og positionsbestemmelse af de forskellige dekodere. 

Nu kan præcis volumenflow også integreres ved hjælp af SITRANS FST070 teknologimodulet. 

Clamp-on sensor giver mere fleksibilitet

Modulet FST070 arbejder sammen med SITRANS FSS200 ultralyds sensorer. Ultralyds måleprincip kan bruges til at overvåge stort set alle flowprocesser. Sensorer er monteret udefra og uden på rørene. Måleteknologien kommer ikke i kontakt med mediet eller påvirker det. Ultralydsmålerne giver præcise resultater inden for en lang række væsker eller gasser med forskellig strømningshastighed.

 

Da transducerne er ikke-invasive, koster idriftsættelse, drift og vedligeholdelse ikke ret meget. Og da man ikke skal skære i rørene, er der ikke noget tab af væske, og den løbende drift skal ikke afbrydes, for at kunne gennemføre installationen. Måleteknologien har ingen bevægelige dele, den er let at komme til og kræver nærmest ingen vedligeholdelse, da den ikke kommer i kontakt med de medier, der måles. Hygiejnen er også i top, da sensorer ikke er medieberørte. Clamp-on-teknikken passer godt til alle almindelige rørmaterialer og kan bruges til rør med en diameter mellem 10 mm og 10 m. SITRANS FSS200-ultralydsmålere kan bruges til rør med en vægtykkelse mellem 1 og 35 mm og op til 65 mm på forespørgsel.

 

Digital kommunikation og 4-kanals-måling

SITRANS FST070 og sensorer er forbundet via det eksterne DSL (Digital Sensor Link). Den digitale enhed konverterer det analoge signal fra ultralydssensorer til digital flowdata. Derefter sendes signal til SITRANS FST070-teknologimodulet til videre behandling. Op til fire uafhængige spor (måleveje) kan monteres uden på røret. Flere spor giver et bedre udsnit af flowprofilet og denne gentagne måling på røret fra forskellige vinkler sikrer en endnu større målenøjagtighed og målestabilitet.

 

Man installerer DSL’en tæt på måleren. De tilsvarende korte ledninger fra måleren sikrer, at man kan undgå påvirkningen fra højfrekvens mest muligt. En Siemens Sensor Link (SSL)-ledning overfører de digitale flowdata i realtid over en afstand på op til 150 m til teknologimodulet. Dermed er der kun brug for meget få ledninger som forenkler installation, og samtidig får man en konstant stor præcision på målingerne uden afbrydelser.

Integration via drag & drop

Ultralydstransmitteren kan integreres direkte med SIMATIC PCS 7-proceskontrolsystemet eller med nuværende controllere via TIA-portalen. PROFINET-standard controllere understøttes også. Ved at bruge de medfølgende faceplates og Step 7 eller SIMATIC PCS 7-udviklingssystemet, opnår man en sikker integration med automationssystemet. De to digitale input og output på transmitteren forbindes og parametriseres med drag & drop ved hjælp af funktionsblokke. Der er ikke nødvendigt med programmeringserfaring, for at gøre det. Faceplates er systemtestede og understøtter kommende opdateringer og opgraderinger.

 

Processer i realtid – selv i barske miljøer

SITRANS FST070 bearbejder data fra DSL med 100 Hz opløsning i realtid og etablerer en hurtig og sikker digital kommunikation med den overordnede PLC. Dermed sker opdateringerne inden for 10 millisekunder. Selv tidskritiske måleopgaver afvikles pålideligt. På den måde kan driftsoperatøren hele tiden holde øje med hurtige ændringer i flowmængderne, fx når et bryggeri skifter produkter og rensevand under CIP-processerne. Transmitteren er ikke specielt designet til drikkevareindustrien, så den kan også bruges i applikationer i eksplosionsfarlige områder: Modulet har Atex Zone 2 Class 1-godkendelse, og sammen med SITRANS I300-barrieremodulet kan det bruges op til Zone 1 Class 0.

 

SITRANS FST070-teknologimodulet gør det muligt efterfølgende at integrere flowmålinger. Når man implementerer FST070 i den decentrale IO-teknologi fra de perifere SIMATIC ET 200Sp-enheder og dels forbindelsen til clamp-on-teknologien, så opnår man den største fleksibilitet på anlægget. Man kan integrere ind i overordnede controllere eller styresystemer fra SIMATIC-familien via drivere og faceplates. Dette samspil giver præcise målinger – med størst mulig brugervenlighed og et minimum af installationsarbejde.

 

Læs artikel på engelsk her

 

 

Skrevet af Jürgen Kiefer, Product Manager Flow

Kontakt

Har du brug for at vide mere, skal du være velkommen til at kontakte vores specialister på området. Det kan du gøre her.