Pomiar masy w obszarach zagrożonych wybuchem
W wielu gałęziach przemysłu zachodzi konieczność eliminacji zagrożeń mogących mieć wpływ na zdrowie i życie ludzkie, mienie oraz środowisko naturalne. Jednym z wielu czynników powodujących te zagrożenia jest tak zwana atmosfera wybuchowa, mogąca być przyczyną wystąpienia eksplozji lub pożaru.
Atmosfera wybuchowa powstaje w wyniku mieszania z powietrzem par łatwopalnych cieczy (paliwa, alkohole, rozcieńczalniki), niektórych gazów oraz pyłów palnych generowanych podczas składowania, transportu czy obróbki wielu materiałów.
Pojęcie bezpieczeństwa
Jeżeli dana przestrzeń w wyniku występowania różnych czynników została zakwalifikowana jako strefa zagrożona wybuchem, przedsiębiorca zobligowany jest do stosowania odpowiednich środków ochrony, w tym do stosowania bezpiecznych urządzeń odpowiednich dla danego zagrożenia. Najczęściej z tym problemem spotykają się menedżerowie przedsiębiorstw usytuowanych w sektorach gospodarki, takich jak przemysł naftowy i gazowniczy, chemiczny, farmaceutyczny i nierzadko spożywczy.
Aspekt prawny
Powyższe zagadnienia znalazły odzwierciedlenie w prawodawstwie polskim i europejskim. Obecnie obowiązująca Dyrektywa 2014/34/UE, tzw. Dyrektywa ATEX 114 Parlamentu Europejskiego i Rady, została wprowadzona 20 kwietnia 2016 r. a do ustawodawstwa polskiego weszła zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Rozwoju (Dz.U. z 2016 r., poz. 817) Dokument ten jest zbiorem regulacji dotyczących stosowania urządzeń w atmosferze wybuchowej. Przede wszystkim wyznaczony został podział na dwie grupy. Grupa I – urządzenia i systemy ochronne przeznaczone do użytku w zakładach górniczych, w których występuje zagrożenie metanowe lub zagrożenie wybuchem pyłu węglowego. Grupa II – urządzenia i systemy ochronne przeznaczone do użytku w innych niż wymienione wyżej miejscach zagrożonych występowaniem atmosfer wybuchowych. W artykule będziemy zajmować się tylko urządzeniami grupy II – pozostałe stanowią odrębny zbiór instrumentów wyspecjalizowanych do spełniania specyficznych wymogów przemysłu górniczego.
W ramach każdej grupy urządzenia dzieli się dalej na kategorie. W interesującej nas grupie ll wyróżnia się następujące urządzenia:
Kategoria 1: urządzenia zapewniające bardzo wysoki poziom bezpieczeństwa nawet w przypadku rzadko występujących awarii:
- w przypadku defektu jednego ze środków zabezpieczających, przynajmniej drugi niezależny środek zapewni wymagany poziom bezpieczeństwa,
- wymagany poziom zabezpieczenia będzie zapewniony w przypadku wystąpienia dwóch niezależnych od siebie uszkodzeń.
Kategoria 2: urządzenia zapewniające wysoki poziom bezpieczeństwa, o zabezpieczeniach, które gwarantują ochronę nawet w przypadku częstych zaburzeń lub uszkodzeń urządzeń.
Kategoria 3: urządzenia zapewniające normalny poziom bezpieczeństwa, o zabezpieczeniach gwarantujących ochronę podczas normalnej pracy urządzenia.
Należy także wspomnieć o dyrektywie 1999/92/WE, tzw. Dyrektywie ATEX 137, w której zdefiniowano podział stref klasyfikowanych na podstawie częstotliwości pojawiania się i czasu trwania środowisk wybuchowych. Klasyfikacja została przedstawiona w tabeli.
Wagi przemysłowe z zatwierdzeniem ATEX
Praktycznie każda działalność wytwórcza w przemyśle nierozerwalnie związana jest z zagadnieniem pomiaru wielkości elektrycznych i nieelektrycznych, w tym pomiaru masy. Współcześnie z wag korzysta prawie każda branża – od spożywczej, chemicznej, farmaceutycznej, przez przemysł ciężki, do transportu drogowego czy kolejowego. Nierzadko z uwagi na konieczność instalacji tego typu urządzeń w strefach zakwalifikowanych do zagrożonych wybuchem, przedsiębiorcy stają przed zadaniem doboru sprzętu odpowiadającego wymaganiom określonym przez wymienione dyrektywy, poświadczonego certyfikacją. Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom firma Radwag Wagi Elektroniczne opracowała nowoczesny terminal wagowy PUE HX5.EX spełniający najwyższe standardy bezpieczeństwa oraz linię współpracujących z nim platform przeznaczonych do pracy w strefach gazowych i pyłowych. Z kombinacji tych elementów powstaje nowa linia wag przeznaczonych do pracy w przestrzeniach Ex, które spełniają najwyższe standardy bezpieczeństwa i zawierają rozwiązania konstrukcyjne uniemożliwiające zainicjowanie zapłonu mieszanin wybuchowych.
Indykator wagowy PUE HX5.EX
Indykator PUE HX5.EX to nowoczesne urządzenie pomiarowe służące do budowy wag tensometrycznych przeznaczonych do pracy w obszarach produkcyjnych zagrożonych wybuchem zaklasyfikowanych do stref 1, 21, 2 i 22. Przeznaczony jest do stosowania w trudnych warunkach środowiskowych oraz lokalizacjach o wysokich standardach higieny, jakie występują w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym czy spożywczym. Wytrzymała, wykonana ze stali nierdzewnej AISI304 obudowa zapewnia wysoki stopień ochrony IP66/IP68 (do 1,5 m zanurzenia). Solidna podstawa umożliwia montaż terminala na płaskiej powierzchni lub ścianie. Duży (5˝), kolorowy wyświetlacz wysokiej rozdzielczości zapewnia łatwe i czytelne przekazywanie informacji o aktualnym stanie realizowanego procesu. Graficzny interfejs użytkownika może być konfigurowany za pomocą widżetów, co wpływa na ergonomię pracy z urządzeniem. Do budowy terminala wykorzystano wysokiej klasy komponenty elektroniczne zapewniające wysoką precyzję i doskonałą powtarzalność pomiaru. Miernik może współpracować z układem 4 belek tensometrycznych o impedancji 350 Ω lub 8 czujników 1000 Ω, co umożliwia budowę urządzeń wagowych o dowolnej konfiguracji. Wśród 35 przycisków klawiatury znajdują się programowalne klawisze funkcyjne ułatwiające dostosowanie jej do indywidualnych potrzeb użytkownika. Rozbudowane oprogramowanie umożliwia realizację wielu zadań związanych z pomiarem masy, takich jak: liczenie sztuk, ważenia kontrolne czy funkcje pomiarów statystycznych. Bezpieczeństwo gromadzonych danych gwarantuje zaimplementowana nieulotna pamięć Alibi.
Zasilanie
Do zasilania miernika PUE HX5.EX dedykowany jest wyłącznie certyfikowany zasilacz iskrobezpieczny produkcji Radwag Wagi Elektroniczne. W zależności od konfiguracji sieci zasilającej w miejscu użytkowania terminala, użytkownik może skorzystać z wersji zasilacza przeznaczonej do pracy wewnątrz strefy zagrożonej wybuchem lub poza nią.
Miernik HX5-EX
Komunikacja
Nawet najlepsze urządzenie pomiarowe bez możliwości współpracy z innymi elementami automatyki, systemami informatycznymi i nadrzędnymi układami regulacji i sterowania nie zaspokoi wysokich wymagań współczesnego rynku. Świadomi tego inżynierowie firmy Radwag Wagi Elektroniczne wyposażyli terminal PUE HX5.EX w dwa szeregowe, iskrobezpieczne interfejsy komunikacyjne RS-232 i jeden RS-485. Do interfejsów można podłączyć urządzenia z interfejsami iskrobezpiecznymi, przystosowanymi do pracy w strefie zagrożonej wybuchem. Kiedy zachodzi konieczność integracji z urządzeniem nieiskrobezpiecznym, pracującym poza strefą Ex, użytkownik musi zadbać o odpowiednią separację. Na rynku znajduje się szeroka gama odpowiednich barier o parametrach dopasowanych do tego typu zadań.
Terminal ma zaimplementowany rozbudowany protokół komunikacyjny, który umożliwia współpracę z oprogramowaniem komputerowym czy sterownikami PLC.
Możliwość rozszerzenia o cyfrowe wejścia/wyjścia (4 IN/4 OUT) zwiększa dostępną gamę współpracujących z terminalem urządzeń o elementy automatyki zgodne z dyrektywą ATEX. Przykładem może być solenoidowy zawór małej mocy, przyciski sterujące czy zaawansowane wyspy zaworowe. Oczywiście podobnie jak w przypadku pozostałych interfejsów, dzięki zastosowaniu odpowiedniej bariery separacyjnej, wejścia/wyjścia można podłączyć do urządzeń nieprzeznaczonych do pracy w strefach Ex.
Dodatkowy moduł interfejsów
Bardziej wymagający użytkownicy mogą skorzystać z dodatkowego urządzenia, jakim jest moduł IM01.EX. Umożliwia rozszerzenie dostępnej palety interfejsów terminala wagowego PUE HX5.EX. Jest instalowany poza strefą zagrożoną wybuchem i połączony z miernikiem przez interfejs iskrobezpieczny. Umożliwia współpracę wag z akcesoriami takimi jak: skanery kodów kreskowych, drukarki, zewnętrzne wyświetlacze masy, przyciski sterujące, kolumny świetlne, buzzery, sterowniki PLC oraz inne urządzenia sterująco-sygnalizujące, a także komputery klasy PC. Moduł może być wyposażony w szeregowe interfejsy RS-232 (2 szt.), RS-485, USB i Ethernet. Automatycy docenią możliwość instalacji 12 wejść i 12 wyjść cyfrowych oraz wyjścia analogowego 4–20 mA/0–10 V. Najbardziej wymagający integratorzy znajdą zaawansowane interfejsy i protokoły takie jak Profibus, Profinet, CANopen czy DeviceNet. Szeroka gama dostępnych przewodów, wtyczek czy terminatorów uzupełnia ofertę.
Moduł interfejsów
Platformy wagowe
Oczywiście sam terminal nie stanowi gotowego urządzenia pomiarowego. Należy jeszcze wybrać odpowiednią do wymagań i warunków środowiskowych platformę wagową. Firma Radwag Wagi Elektroniczne, bazując na wieloletnim doświadczeniu, opracowała szeroką gamę tych urządzeń zaspokajając potrzeby nawet najbardziej wymagających użytkowników.
Dobierając platformę wagową do swoich potrzeb należy zwrócić uwagę na parametry takie jak udźwig maksymalny, oczekiwana dokładność pomiaru i wymiary. Mając zdefiniowane te parametry można przejść do określenia wymaganej odporności na czynniki środowiskowe, takie jak np. wilgoć i zapylenie. Jednym z najważniejszych kryteriów będzie też rodzaj atmosfery wybuchowej, w jakiej będzie pracowało urządzenie – czy będą to gazy i ich pary, czy mieszanina powietrza z palnymi pyłami.
Podstawowy podział platform wagowych wynika z liczby użytych do ich budowy czujników tensometrycznych. Platformy jednoczujnikowe przeznaczone są głównie do szybkich i dokładnych pomiarów mas nieprzekraczających 300 kg przy zachowaniu rozdzielczości do 30 000 działek. Wyposażone są w nierdzewną szalkę oraz, w zależności od ich rodzaju, konstrukcję wykonaną ze stali nierdzewnej, kwasoodpornej lub węglowej, zabezpieczonej antykorozyjnie przez malowanie proszkowe. Klasa odporności IP waha się od IP65 do IP68/69.
Platformy czteroczujnikowe przeznaczone są głównie do dokładnych pomiarów mas o dużych gabarytach. Wykonane są ze stali nierdzewnej lub węglowej pokrytej warstwą lakierniczą. Mają konstrukcję dostosowaną do ważenia różnego rodzaju ładunków (wagi zagłębiane w podłożu, paletowe, najazdowe itp.).
Maksymalny udźwig waha się od 60 kg dla najmniejszych urządzeń do 6000 kg dla ciężkich wag przemysłowych.
Użytkownicy mogą też liczyć na wykonania indywidualne dopasowane do ich potrzeb (modyfikacje wymiarów, materiałów). Firma Radwag Wagi Elektroniczne posiada szerokie doświadczenie w zakresie produkcji wyrobów nietypowych a jej inżynierowie chętnie udzielają pomocy przy określeniu ich niezbędnych parametrów.
Waga 4-czujnikowa HX5-EX-4HZ
Podsumowanie
Nowe wagi serii HX5.EX to ciekawa propozycja dla wszystkich przedsiębiorców spotykających się na co dzień z pojęciem atmosfery wybuchowej. Szeroki wybór urządzeń, nowoczesne rozwiązania i duża konkurencyjność stawiają firmę Radwag Wagi Elektroniczne na pozycji lidera wśród producentów tego typu aparatury pomiarowej nie tylko w Europie, ale i na całym świecie. Dobrze rozwinięta sieć sprzedaży zapewni łatwy dostęp do oferowanych rozwiązań rozległej grupie odbiorców. Gorąco zachęcamy do zapoznania się z naszą ofertą.
RADWAG Wagi Elektroniczne
ul. Toruńska 5, 26-600 Radom
tel. 48 386 60 00
fax 48 385 00 10
e-mail: radom@radwag.pl
www.radwag.pl
source: Automatyka 1-2/2018