Kontrola zásob - METTLER TOLEDO

Kontrola zásob
Kontrola zásob
Vážení nádrží a sil
Gravimetrická kontrola představuje jednu z nejpřesnějších metod kontroly stavu zásob. Díky
špičkové přesnosti je gravimetrická kontrola hladiny zásob vhodná k měření zásob drahých
pevných materiálů, kapalin a v některých případech dokonce i plynů.
Snímače jsou umístěné vně zásobníku, takže umožňují měřit i agresivní, horké, zmrazené,
nesypké a nenivelizující materiály.
Vážení nádrží/sil je v mnoha aplikacích upřednostňováno
i z jiných důvodů. Díky konstrukci váhových systémů
nemusí obsluha nikdy manipulovat s váženým
materiálem. Možnost kontaminace uskladněných
materiálů je takřka zcela odstraněna. Výsledky jsou navíc
zcela nezávislé na tvaru zásobníku, měřených
materiálech a parametrech procesů, jako jsou například
teplota nebo viskozita materiálů.
Správně navržený a instalovaný systém se vyznačuje
velmi nízkými nároky na údržbu a slibuje dlouhou
životnost. Pravidelná údržba a kalibrace jednou ročně je
u rozumně používaných váhových systémů zárukou
spolehlivé kontroly stavu zásob po celá desetiletí.
Tato bílá kniha pojednává o výhodách využití vážení
zásobníků a sil a o hlediscích, která je třeba vzít v úvahu
při jeho optimalizaci.
Obsah
1 Výhody gravimetrické kontroly
2 Konstrukce vážení zásobníků
3 Montáž váhy
4 Váhové terminály a převodníky
5 Údržba
6 Shrnutí
7 Další zdroje
Kontrola zásob
1 Výhody gravimetrické kontroly hladiny zásob
Gravimetrická kontrola umožňuje vysoce efektivní
správu zásob. Důvodem je zejména nezávislost
gravimetrické kontroly na řadě vlivů, se kterými se
musejí jiné technologie vyrovnávat.
Konstrukci zásobníku lze optimalizovat pro měřený
materiál. Gravimetrická kontrola zásob nabízí vysokou
úroveň výrobní flexibility. Materiály a různé procesní
parametry, například teplotu, viskozitu, hustotu a tlak,
lze měnit bez potřeby rekalibrace nebo justování
senzorů.
Přesnost
Gravimetrická metoda poskytuje dlouhodobě kvalitní
řízení zásob díky kombinaci nejvyšší úrovně přesnosti
a flexibility. Dokonce i jednoduché systémy dosahují
úrovně přesnosti 1 % a vyšší. V optimalizovaných
systémech může přesnost činit i méně než 0,1 %
aplikovaného zatížení. Žádná jiná kontrolní technologie
využívaná v zásobnících se této úrovni ani zdaleka
neblíží.
Váživost
Jednotlivé snímače a váhové moduly jsou k dispozici
v provedení s váživostí od několika kilogramů
až po stovky tun. Pod jediný zásobník lze umístit
několik snímačů a modulů, které společně dosahují
čistou váživost několika set tun.
Odolnost
Snímače lze integrovat do celých váhových modulů
s ochranou proti přetížení nastavenou z výroby.
Použité mechanismy chrání snímače proti poškození
působením větru. V případě instalace zásobníku
ve větrných nebo seismicky aktivních oblastech
lze zásobník ochránit i proti překlopení. Stabilizátory
chrání snímače proti působení torzních sil, které
vznikají použitím míchadel uvnitř zásobníku.
2
METTLER TOLEDO – Bílá
kniha – Kontrola zásob
Hygiena
Gravimetrická kontrola zásob nevyžaduje přímý
kontakt výrobku se snímačem. Nevyžaduje ani
zvláštní přístup k zásobníku nebo přímý kontakt
s materiálem, jak je tomu v případě jiných technologií.
Celou údržbu lze provést bez kontaktu se skladovaným
materiálem nebo vnitřních částí zásobníku. Zásobník
tedy lze snadno optimalizovat z hlediska hygieny
a nízké kontaminace.
Volný výběr materiálu zásobníku
Výrobci zásobníků mohou volit nejvhodnější výrobní
materiál i kvalitu povrchové úpravy, aniž by výběrem
jakkoli ovlivnili přesnost. Tato skutečnost výrazně
usnadňuje konstrukční fázi i výrobu zásobníků a sil
určených ke skladování potravin.
Flexibilní využití a vždy přesné výsledky
Vážení zásobníků je vysoce flexibilní. Výsledky měření
jsou nezávislé na těchto vlastnostech:
Tvar zásobníku: Gravimetrickou kontrolu zásob
lze využít u zásobníků všech tvarů, což umožňuje
optimalizaci průtoku materiálu.
Měřený materiál: Gravimetrická kontrola zásob je zcela
nezávislá na materiálu. Lze ji využít k měření kapalin,
vysokoviskózních kapalin, mletých materiálů, lepivých
sypkých materiálů, pěn apod. Změna materiálu
nevyžaduje rekalibraci ani výměnu snímačů. Vážení
umožňuje měřit vstup různých materiálů do procesů
dávkování a míchání.
Parametry procesu: Změny teploty, tlaku, hustoty
a viskozity nijak neovlivňují výsledky. Gravimetrická
kontrola zásob je vždy přesná.
Jediná technologie měření
V celém výrobním procesu lze využít jedinou
společnou technologii kontroly zásob. Použití jediné
technologie snižuje nároky na zaškolení obsluhy.
© 2012 Mettler-Toledo, s.r.o.
Kontrola zásob
Dlouhá životnost / Nízké nároky na údržbu
Snímače kladou pouze nízké nároky na údržbu.
V porovnání s jinými technologiemi kontroly stavu zásob
vyžadují i méně častou kalibraci. V závislosti na okolních
podmínkách, způsobu provedení instalace a ochranných
opatřeních mohou poskytovat spolehlivé výsledky
po dlouhá desetiletí.
Kompresní váhové moduly
METTLER TOLEDO
2 Konstrukce vážení zásobníků
Váhové moduly snadno přemění takřka každou
nádrž, násypku nebo silo na váhu. Jsou vybaveny
všemi funkcemi potřebnými k dosažení požadované
přesnosti a bezpečnosti, včetně možnosti provozu
za různých teplot.
Existují dva hlavní typy váhových modulů:
•Kompresní váhové moduly jsou navrženy tak, aby
zásobník nebo jinou konstrukci bylo možno umístit
na moduly.
•Tenzometrické váhové moduly jsou navrženy tak,
aby zásobník nebo jinou konstrukci bylo možno
na moduly zavěsit.
Volba mezi kompresními nebo tenzometrickými
váhovými moduly závisí na konkrétní aplikaci.
Následující tabulka obsahuje přehled všeobecných
hledisek ovlivňujících výběr typu váhového modulu.
Hledisko
Místo na podlaze
Konstrukční omezení
Hmotnostní omezení
Vyrovnání snímačů
3
METTLER TOLEDO – Bílá
kniha – Kontrola zásob
Tenzometrické váhové moduly METTLER TOLEDO
Kompresní váhové moduly
Vyžadují dostatečné místo na podlaze
z důvodu umístění zásobníku. Mohou
vyžadovat další rezervní prostor okolo
zásobníku.
Podlaha s nedostatečnou nosností může
vyžadovat konstrukční úpravy nebo zvláštní
instalaci, která umožní pojmout hmotnost
naplněného zásobníku.
V zásadě bez omezení. Tři podpěry
zásobníku zajišťují rovnoměrné rozložení
zátěže. Při použití více než čtyř váhových
modulů je dosažení rovnoměrného
rozložení zátěže obtížné.
Konstrukční tvary se mohou lišit a musí
zohledňovat nerovnosti podlahy, dostupné
podpěrné trámy a velikost, tvar a stav
zásobníku.
Tenzometrické váhové moduly
Nevyžadují místo na podlaze a lze je
zavěsit tak, aby umožnily volný pohyb
pod zásobníkem.
Závěsy a stropy s nedostatečnou nosností
mohou vyžadovat konstrukční úpravy nebo
zvláštní instalaci, která umožní pojmout
hmotnost naplněného zásobníku.
Tenzometrické moduly jsou k dispozici
s nosností až 10 t (20 000 lb). Váživost
tenzometrického systému omezuje tato
nosnost a konstrukční hlediska.
Vyrovnání snímače se nebude příliš měnit,
protože tažné vzpěry a další podpěrné
prvky vyrovnají většinu nerovností.
© 2012 Mettler-Toledo, s.r.o.
Kontrola zásob
Podpěrná konstrukce zásobníku s váhou by se měla
co nejméně vychylovat a každé vychýlení by mělo
být na všech podpěrných bodech stejné. Nadměrné
vychylování může způsobit ohýbání vstupního
a výstupního potrubí a v jeho důsledku chyby linearity.
Nerovnoměrné vychýlení může způsobovat chyby
opakovatelnosti, linearity a návratu na nulu
v důsledku deformací. V extrémních případech
může mít za následek i přetížení snímačů umístěných
na pevnějších částech podpěrné konstrukce.
Počet potřebných váhových modulů
U stávajících instalací je počet váhových modulů
stanoven počtem podpěr. Je-li zásobník vybaven
čtyřmi stojany, je třeba použít čtyři váhové moduly.
U nových instalací se upřednostňuje tříbodový
podpěrný systém. Využití tříbodového systému
zajišťuje správné rozložení zátěže na váhové moduly.
V místech ohrožených vodou, stříkajícími kapalinami
nebo seismickými vlivy může zásobník vyžadovat
čtyři nebo i více podpěrných bodů, které zásobníku
poskytnou větší stabilitu a ochranu proti převrácení.
Konstrukční aspekty v kontextu
kalibrace
Způsob kalibrace je třeba stanovit před zahájením
konstrukční fáze, protože existují celkem tři různé
kalibrační metody, které výrazně ovlivňují konstrukci
nádrží a sil.
Kalibrace při plném zatížení pomocí certifikovaných
závaží navázaných na národní etalon zaručuje
nejvyšší přesnost a snížení rizik. Tato metoda se
používá v případě drahých materiálů a v případě,
kdy nádrž nelze naplnit na celou kapacitu materiálem,
který je následně skladován na vodě.
Krokovou kalibrací se rozumí využití závaží ve
výši 20 % plné váživosti. Po dokončení první fáze
kalibrace se závaží nahradí vodou nebo jinou vhodnou
náhradní látkou, kterou se zásobník naplní do 20 %
plné kapacity. Následně se opět přidá závaží, které
váhu zatíží na 40 % váživosti. V rámci třetího kroku
jsou tato závaží opět nahrazena vodou. Poté se
opět přidají další závaží na úroveň 60 % váživosti.
Tento postup se opakuje až do dosažení 100 % plné
váživosti.
Metoda METTLER TOLEDO CalFREE™ zajišťuje
přiměřenou přesnost bez použití zkušebních závaží.
Samotná kalibrace snímačů se provádí ve výrobě.
Přitom je zaznamenána každá odchylka od návazného
zkušebního závaží. Každý snímač, který lze využít
v metodě CalFree, je dodáván s uvedením hodnoty
odchylky. Tyto hodnoty jsou po montáži snímačů
uloženy do elektronického váhového systému
a nahrazují kalibraci s využitím závaží.
Metody plného zatížení a krokové kalibrace vyžadují
použití příslušenství, na které se umísťují nebo
zavěšují zkušební závaží. Použití metody CalFree
vyžaduje převodníky nebo váhové terminály, které
umožňují zadání hodnot odchylek jednotlivých
snímačů.
4
METTLER TOLEDO – Bílá
kniha – Kontrola zásob
© 2012 Mettler-Toledo, s.r.o.
Kontrola zásob
3 Montáž váhy
Přesnost a bezpečnost vážení zásobníků závisí
na správné instalaci a kalibraci váhových modulů. Při
svařování podpěrné konstrukce a montáži zásobníku
se doporučuje používat makety snímačů. Předejdete
tak přetížení a průtoku elektrického proudu snímačem
během svařování. Makety snímačů lze použít i při
betonování základní desky pro váhové moduly.
Dále doporučujeme provést kalibraci pomocí
certifikovaných závaží, navázaných na národní etalon,
při zatížení alespoň 20 % plného zatížení. Jestliže
skladujete drahý materiál nebo jestliže nepřesné
výsledky znamenají vysoké riziko, doporučujeme
provést krokovou kalibraci nebo kalibraci při plném
zatížení.
Prvotní instalaci a kalibraci doporučujeme svěřit
zkušeným technikům, kteří zaručí dosažení optimální
přesnosti a bezpečnosti. K prvotní kalibraci by měla
autorizovaná osoba vydat příslušný certifikát. Tento
certifikát stvrzuje správnou instalaci a kalibraci
od samotného počátku provozu.
4 Váhové terminály a převodníky
Jednoduché váhové terminály zobrazují údaje
o hmotnosti. Převodníky pouze přeposílají signál
prostřednictvím sériového rozhraní nebo sběrnice
Fieldbus do systému PLC nebo ERP. Moderní
terminály však umí mnohem více než jen zobrazovat
hmotnost a přeposílat signály. Tyto terminály, často
vybavené vyspělými filtry k odstranění vlivů okolních
vibrací a vibrací z míchadel, hrají důležitou roli
i v poskytování přesných výsledků. Funkce prediktivní
údržby varuje obsluhu před možnou nastávající
poruchou. Popis této funkce je uveden v následující
kapitole. Terminál s funkcí METTLER TOLEDO CalFREE™
umožňuje kalibraci bez použití závaží. Tato funkce
dokáže ušetřit výrazné částky za montáž a opravy
v aplikacích s nízkými požadavky na přesnost a bez
požadavků na návaznost.
5 Údržba
U každého váhového přístroje doporučujeme
vykonávat pravidelnou údržbu.
Ve většině aplikací postačí roční interval při 20%
zatížení. Harmonogram údržby by se však měl
vždy zakládat na důkladném posouzení rizik, které
zohledňuje důsledky chybných výsledků, minimální
navážku a náklady na suroviny.
Společnost METTLER TOLEDO poskytuje osvědčené
a plně profesionální metody pro dosažení optimální
kalibrace.
5
METTLER TOLEDO – Bílá
kniha – Kontrola zásob
Naši odborníci v rámci pravidelné údržby zkontrolují
stav snímačů, spojovacích skříněk, kabelů a terminálů.
Současně provedou i zátěžové zkoušky s využitím
certifikovaných závaží navázaných na národní etalon
a dle potřeby provedou i rekalibraci modulů. Tato
minimální údržba obvykle zaručí bezproblémový
provoz váhy po celá desetiletí.
Vyspělé váhové terminály a převodníky nabízejí
prediktivní údržbu, která spočívá v nepřetržité kontrole
signálů snímačů z hlediska přítomnosti abnormalit.
Při zjištění nesrovnalostí ihned informují obsluhu.
V extrémních případech dokáží i elektronicky nahradit
vadný snímač až do jeho výměny.
© 2012 Mettler-Toledo, s.r.o.
Kontrola zásob
6 Shrnutí
Gravimetrické měření pomocí vah pro vážení
zásobníků představuje nejpřesnější způsob
kontroly zásob. Poskytuje maximální svobodu pro
přizpůsobení zásobníků procesům i skladovanému
materiálu a současně umožňuje i výraznou flexibilitu
při správě materiálů.
Vážení zásobníků se vyznačuje i vysokou úrovní
hygieny a flexibility procesů. Teplota, hustota ani
viskozita materiálu neovlivňují měření, takže při změně
skladovaného materiálu nebo při úpravách receptury
není třeba provádět rekalibraci ani výměnu senzorů.
Tato úroveň flexibility zvyšuje i nákladovou efektivitu
této metody.
Výběr kompresních nebo tenzometrických váhových
modulů i jejich počet ovlivňuje konkrétní aplikace
a zamýšlený způsob využití. U nových systémů
se upřednostňuje tříbodová konstrukce váhového
modulu, která umožňuje rovnoměrné rozložení
zatížení. Další faktory se zohledňují, jakmile do hry
vstoupí parametry procesu.
Požadavky na údržbu váhových modulů používaných
k vážení zásobníků jsou minimální. Správně
navržený systém provozovaný v mírných klimatických
podmínkách vyžaduje testování a kalibraci pouze
jednou ročně a nabízí desítky let spolehlivého provozu.
Využitím gravimetrické technologie stačí k vážení
všech zásobníků a řadě dalších aplikací na výrobní
lince jediná technologie. Společnost METTLER TOLEDO
Vám pomůže uceleným sortimentem výrobků, instalací
i poradenstvím k údržbě prostřednictvím kompletní
technické dokumentace a široké nabídky servisních
služeb.
7 Další zdroje
•Produkty METTLER TOLEDO pro vážení nádrží a sil
www.mt.com/tank-weighing
•Nabídka váhových modulů METTLER TOLEDO
www.mt.com/weighmodules
•Stáhněte si obsáhlou technickou dokumentaci
www.mt.com/ind-system-handbook
www.mt.com/ind-food-productivity-guide2
Další informace
Mettler-Toledo, s.r.o.
Třebohostická 2283/2
100 00 Praha 10
Česká republika
Telefon+420 226 808 150
Fax +420 226 808 170
Technické změny vyhrazeny
© 03/2012 Mettler-Toledo, s.r.o.
MarCom Industrial