Kvalita každého výrobku závisí v určité fázi výrobní technologie na teplotě

-- 25.09.19

V oborech nedestruktivního testování a bezkontaktního měření teploty působí společnost TSI System od roku 1991. Postupem času rozvinula své portfolio o techniku a prostředky pro metalografii a zkoušení materiálů a začala se věnovat průmyslové diagnostice. Právě ultrazvuková průmyslová diagnostika vhodně navázala na předchozí zkušenosti s bezkontaktním měřením teploty a spojení obou metod umožnilo odborníkům z TSI System hlouběji proniknout do problematiky průmyslové diagnostiky. O trendech a technice pro potravinářský a farmaceutický průmysl jsme hovořili s ředitelem společnosti Ing. Liborem Kellerem.

Společnost TSI System působí na českém trhu již 28 let a má bohaté zkušenosti v oboru průmyslové diagnostiky, bezkontaktního měření, materiálového zkušebnictví a nedestruktivního testování. Jaké jsou aktuální trendy v těchto segmentech a o co je mezi zákazníky momentálně největší zájem?

V oboru bezkontaktního měření teploty nastal v posledních letech velký rozmach a je využíváno napříč všemi průmyslovými obory. Tradičně největší uplatnění nacházelo bezkontaktní měření teploty vždy v hutním, sklářském a plastikářském průmyslu. S příchodem moderních teplotních snímačů, které jsou zároveň miniaturní a umožňují tak snadnou integraci do měřicích systémů, nastalo jejich široké využití ve všech oborech průmyslových výrob. Je to dáno zejména tím, že kvalita každého výrobku závisí v určité fázi výrobní technologie na teplotě. Dalším aspektem, jenž podporuje nasazení bezkontaktního měření teploty, je jistě také robotizace výroby. Bezkontaktní
měření teploty je rychlé a bezpečné, není ovlivněno kontaktem s měřeným
povrchem a nemůže také měřený výrobek kontaminovat. To je zejména pro potravinářství a farmacii zásadní výhoda.

V oboru ultrazvukové průmyslové diagnostiky se zájem zákazníků o využití této diagnostické metody zvyšuje a používá se i pro další aplikace; dosud nejčastější bylo zjišťování úniků tlakových plynů. Dnes je v kurzu diagnostika ložisek. Není to jistě žádné překvapení, všichni správci výrobních zařízení hledají efektivní prostředky pro prediktivní diagnostiku točivých strojů, protože jejich neplánované zastavení vede k velkým výrobním ztrátám. Ultrazvuková diagnostika je principiálně nejlepší nástroj pro včasné upozornění, že ložisko potřebuje údržbu nebo výměnu. Také parní systémy využijí nástroje ultrazvukové diagnostiky pro relativně snadné a jisté vyhodnocení správné funkce odváděčů parního kondenzátu. Zde nabízí tato diagnostická metoda rychlé zjištění aktuálního stavu odváděče, jehož případná špatná funkce působí velké ztráty při využití páry. A o celkové úspory jde při zjišťování úniků, diagnostice ložisek a kontrole ventilů především.

V segmentech potravinářství a farmacie jsou vaší „vlajkovou lodí“ bezkontaktní teploměry značky FLUKE. V čem jsou výjimečné?

Hovoříme zde o takzvaných systémových bezkontaktních teploměrech, které jsou určeny pro pevnou instalaci do výrobních technologií. Výrobcem je Fluke Process Instruments, což je výrobní skupina v rámci korporace Fluke, jež navazuje na legendární značky bezkontaktních teploměrů Raytek a Ircon. Některé zavedené produkty ještě stále nesou tato jména, avšak všechny nové modely jsou již označovány jako výrobky Fluke Process Instruments. Aktuálně jsou ve výrobním programu bezkontaktní teploměry řady Compact CM a MI3, Thermalert 4.0 a Endurance.

Bezkontaktní teploměry Fluke Process Instruments navazují na více než padesátiletou tradici výroby této měřicí techniky. Proto se v jejich technických vlastnostech odráží celá řada zkušeností jak z postupného vývoje, tak z uživatelských aplikací. Podstatným rysem všech nových výrobků Fluke Process Instruments je jejich plná kompatibilita s původními produkty Raytek a Ircon. To je důležité pro snadnou obnovu měřicí techniky, kdy mnohdy stačí jen nový teploměr namontovat a připojit místo původního.

A to je možné bez jakýchkoli dalších úprav, které by zvýšily náklady na takovouto investici?

Ano, opravdu je to tak jednoduché. Díky stejným montážním rozměrům a stejným i stejně zapojeným konektorům je obměna bezkontaktního teploměru velmi snadná.

To však neznamená, že i nové teploměry Fluke Process Instruments jsou stejné jako předchozí modely Raytek a Ircon. Všeobecné technické parametry, jako jsou měřicí rozsahy, optické charakteristiky a odolnost vůči okolnímu prostředí, jsou nyní na vyšší úrovni. Navíc přibyly nové vlastnosti, které odrážejí technický pokrok v tomto oboru.

Nemá smysl zde vyjmenovávat jednotlivé parametry, ty si zájemce najde v podrobné dokumentaci konkrétních produktů. Rád bych však zmínil některé vlastnosti, které činí bezkontaktní teploměry Fluke Process Instruments opravdu výjimečnými. Je to zejména jejich odolnost vůči okolnímu prostředí. Pouzdra současných teploměrů jsou vyráběna z nerezové oceli, jsou proto mechanicky odolná a navíc jsou i bezpečná z hlediska případné kontaminace výrobního procesu. Další významnou vlastností je několik možností zaměřování, od základního průhledového přes laserové nebo světelné až po kamerové zaměřování u některých modelů. Tak je navíc možné kontinuálně sledovat při měření průběh výrobní technologie. V neposlední řadě jsou pro teploměry Fluke Process Instruments významné široké možnosti propojení s navazujícími měřicími systémy. Kromě tradičních a ještě často využívaných analogových výstupů jsou všechny moderní bezkontaktní teploměry vybaveny digitálním rozhraním pro datovou komunikaci, ať je to průmyslové sériové rozhraní, nebo ethernetové rozhraní s průmyslovými komunikačními protokoly.

Jakým způsobem je u těchto přístrojů řešeno sbírání a uchovávání dat?

Jak jsem již naznačil, možnosti přenosu naměřených hodnot z bezkontaktních teploměrů Fluke Process Instruments do měřicích systémů a vůbec celkové komunikace jsou velmi široké. Lze vyhovět prakticky všem požadavkům projektantů měřicích systémů.

Zastoupeny jsou veškeré analogové výstupy, které se v průmyslu běžně používají: proudový, napěťový i termočlánkový výstup. Navíc jsou opticky oddělené, takže nehrozí žádné problémy s rozdílnými úrovněmi elektrických potenciálů.

Základním digitálním komunikačním prostředkem všech teploměrů je sériové rozhraní s protokolem RS485. Obousměrný přenos dat umožňuje také nastavovat parametry teploměru podle aktuální měřicí úlohy.

Pokročilé bezkontaktní teploměry Fluke Process Instruments jsou vybaveny rozhraním Ethernet. Na toto rozhraní jsou potom implementovány komunikační protokoly Modbus, Profibus, Profinet a v poslední době i průmyslový EtherNet/IP.

Také všechna digitální rozhraní jsou opticky oddělená, což usnadňuje propojení s měřicími systémy v náročných průmyslových podmínkách. Některé bezkontaktní teploměry mají navíc implementovánu technologii PoE (Power over Ethernet), což významně usnadňuje jejich instalaci. Pro operativní nastavování měřicích parametrů mají některé řady teploměrů k dispozici rozhraní USB. Využitím standardního programového vybavení DataTemp Multidrop pak lze jednoduše přizpůsobit nastavení měřicích parametrů aktuální aplikaci nebo prověřit správnou funkci teploměru.

V potravinářských provozech najdou zcela určitě využití rovněž termokamery. Lze je využívat pouze k prediktivní údržbě výrobních zařízení, nebo najdou uplatnění i při samotné výrobě potravin?

Průmyslové termokamery tvoří nedílnou součást portfolia techniky Fluke Process Instruments pro bezkontaktní měření teploty. Jednoznačnou výhodou termokamery je schopnost zobrazit celé teplotní pole dané oblasti a možnost vyhodnotit zde teplotní extrémy. A právě tyto extrémní hodnoty teploty ukazují na problém ve stavu výrobního zařízení nebo na vlastní problém výrobní technologie.

Společnost Fluke Process Instruments uvedla v loňském roce na trh průmyslové termokamery řady ThermoView TV40. Termokamery jsou v odolném průmyslovém provedení a mají řadu možných rozšíření. Lze využít několik přídavných objektivů pro úpravu jejich optické charakteristiky podle měřicích požadavků. Je také možné doplnit ochranné kryty pro nasazení v podmínkách překračujících standardní parametry.

Termokamery ThermoView TV40 využívají technologii Fluke IR‑Fusion,
která umožňuje prolínání obrazů ve viditelném a infračerveném spektru. Její využití je dvojí: přesné zaostření měřené scény a pomoc v orientaci při následné analýze termogramu. Termokamery jsou vybaveny rozhraním Ethernet s možností napájení prostřednictvím PoE. Komunikační protokol GigE Vision zajišťuje datový tok pro zpracování naměřených hodnot v programu ThermoView.

Ze zde uvedeného je patrné, že termokamery ThermoView TV40 mohou být využity jak pro prediktivní údržbu výrobních zařízení, kdy kontinuální sledování teploty jejich kritických uzlů umožní předejít poruše těchto zařízení, tak pro kontrolu samotných potravinářských nebo farmaceutických výrobků, protože rychlé zachycení nežádoucí změny povrchové teploty výrobků může operativně zabránit výrobním ztrátám.

Má společnost TSI System řešení také pro sledování průmyslových
veličin? Jaké je jejich uplatnění v potravinářství a farmacii?

Záleží na tom, které fyzikální veličiny sledované v průmyslových výrobách máte na mysli. TSI System se orientuje hlavně na monitorování teploty, ale pokud je zapotřebí sledovat také další související veličiny, jako je například vlhkost a kvalita vzduchu nebo kvalita elektrické energie, je možné využít široké nabídky monitorovacích zařízení Fluke i v těchto měřicích metodách.

Za průmyslovou veličinu můžeme také rozhodně považovat intenzitu diagnostického ultrazvuku a jeho další vlastnosti (popsané například spektrální charakteristikou) při sledování valivých ložisek. Zde TSI System nabízí řešení nejen pomocí přenosných ručních přístrojů pro pochůzkovou diagnostiku, ale dodává systémové uspořádání nazvané příznačně 4Cast, které zajišťuje trvalé monitorování důležitých strojních uzlů. Systém 4Cast autonomně sleduje vybraná ložiska a při překročení nastavených parametrů vydává varovná hlášení do nadřazených systémů. Tak lze zajistit, aby žádná důležitá část technologického vybavení nezůstala bez dozoru.

Potravinářské a farmaceutické technologie jsou zaměřeny na hromadnou výrobu. V těchto výrobách je třeba zajistit jejich nepřetržitost a dále je nutné, aby měl výsledný produkt konstantní parametry. Pokud lze nepřetržitost výroby zajistit ultrazvukovou diagnostikou a parametry produktu hlídat prostřednictvím bezkontaktního měření teploty, pak je nabídka TSI System přesně to, co hledáte.

Autor: Vítězslav Fejfar, CE Česko