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工業安全

圖爾克應用案例 | 防爆環境下信號的安全傳輸

  2020年01月10日  

導讀

  Niemann是一家專為油漆、清漆和化工行業生產混合器和磨機的公司。客戶幾乎只在爆炸危險區域使用這些產品。這家制造商在控制柜中安裝了圖爾克IMX12接口系列中節省空間的隔離開關放大器和溫度測量放大器。它們可將操作按鈕的信號發送到現場,并傳輸本質安全的數字和模擬輸入信號。Niemann多年來還一直使用IM36電位計放大器來確定齒盤的高度。

  從Melle走向世界:Niemann為其Kreis溶解器等機器配備圖爾克的傳感器和接口技術

定制機器

  Niemann公司尤為重視產品的表里如一。從特殊螺釘到氣缸,這家公司生產大量工業和實驗室設備用的組件。他們大部分客戶都是全球各地的油漆、清漆、粘合劑或硅樹脂生產商。

  Niemann生產的機器類型之廣,在外行人乍看起來并不明顯,尤其是僅生產三種基本類型的機器。其中,溶解器適用于混合流程和分配流程 – 旋轉齒盤將固體物料分解成液體,然后進行研磨并混合。成品可以是墻面涂料等。籃式砂磨機可以對預分散的物料進行更精細的研磨。通過抽吸泵盤,可以使用汽車漆生產商特有的動作將產品從裝滿陶瓷珠的籃中吸出。

IMX12和IM36放大器保障Ex環境下的安全信號傳輸

受限空間中的安全性-爆炸區域

  這些機器有一個共同點,那就是都用于爆炸危險區域中。因此,對于1區外的控制柜也必須考慮到這一點。為此,Niemann一般遵循2個系統,具體取決于是否需要復雜的控制器。機器的觸控面板毫無例外地都需要使用PLC。封裝的Profinet或Profibus電纜可以從控制柜中的PLC連接到操作元件。然而,有些企業無法利用PLC編程人員的專業知識,而其他企業甚至不需要總線技術。沒有PLC的第二種型號需要硬接線。它通過圖爾克的IMX12隔離開關放大器將操作按鈕的信號發送到現場。如果客戶需要從爆炸危險區域傳送特定的數字或模擬值,也可以使用IMX12接口系列的產品。

  因此,接近傳感器的數據或溫度值可作為本安信號傳輸至控制柜。新采購的隔離開關放大器必須外形纖薄且帶電源導軌。最終,圖爾克IMX12系列產品被選中,這不僅是因為它們寬僅12.5mm,還因為它們通過電橋供電。因此,單個產品的外殼通過DIN導軌饋送至控制柜內,從而無需面板制造商進行任何費力的橋接設計。IMX12同樣無需獨立的電源,因為一個插頭連接器已經足夠用于耦合使用的產品系列。

電橋系統通過DIN導軌連接饋電,從而簡化了IMX12設備的電源

三種環境,三種啟動器

  在接口設備之前,Niemann就已經使用圖爾克傳感器技術很長一段時間了。現在,接口模塊還可轉換部分由現場啟動器提供的信號。“圖爾克傳感器的開關距離比市場上常見產品大1到2毫米。”工程師說道。這種差異可以實現許多簡化。例如,Niemann的技術人員在其機器的立柱中安裝了M18電感式接近開關用于檢測高度。立柱中含有用于提升機器的液壓油缸。然而,液壓油缸不能超出特定范圍,以便齒盤僅在儲罐內運行或保持在蓋子上。為了限制行程并實現安全相關回路,在適當的位置安裝了用于監測中間油缸的傳感器。安裝這些傳感器變得更加困難,因為會在油缸底部末端造成大約4毫米厚的加強環,并且必須不能被啟動器堵塞。無論距離如何,該傳感器都必須檢測到氣缸和活塞環。這證明了帶NAMUR輸出的圖爾克NI10-G18接近開關的優勢。該開關適用于Ex 0區和20區,并且已被Niemann廣泛應用于大量產品。

  任何想要在Niemann機器中找到最小的圖爾克組件的人都必須非常仔細。BIM-UNT-AY1X磁場傳感器的外殼長度僅有31mm,高度僅6mm,被隱藏在油箱加油口的蓋鉸鏈中。

  該微型傳感器可以檢測蓋子是打開還是關閉,并配有全方位可視的LED,使用特殊螺釘夾緊在槽中。專門設計的電感式傳感器可以承受驅動器的磨損,從而可在苛刻的環境中掃描開關接線片。背景:頂部安裝的溶解器體積達15,000升,在加注過程中,其刮刀必須不能位于球閥下方,以防止沉積物的形成。因此,設計師定義了容器刮刀的停留位置,并在頂部鏈傳動裝置中安裝了檢測板,由傳感器監測。

在生產過程中,容器的雙吸盤在設定高度下旋轉

緊湊的BIM-UNT磁場傳感器隱藏在加油口中

IM36通過了速度測試

  齒盤在外殼內的位置由電纜傳感器確定。它通過測量電纜的觸點提供電阻值,并且必須作為模擬值提供。電位計放大器可將其快速轉換成本質安全的4-20mA電流值,以便連接的系統可以穩定地調節高度。

  但是該過程在五年前仍然有些問題,客戶在配置文件中指定齒盤必須移動的特定高度。如果轉換時間過長,機器將錯過關鍵位置幾厘米,然后不斷振蕩。這需要一種循環時間小于700毫秒的換能器作為解決方案。因此,Niemann當時將目光轉向了圖爾克接口技術。準確地說,IM36放大器可在30毫秒內完成轉換,因此能夠在滯后范圍內定位齒盤。

  作為高速模擬轉換的專家,IM36目前已安裝在Niemann機械的控制柜中很長時間,并在近期迎來了新“鄰居”——纖薄的IMX12放大器。Niemann正在使用圖爾克的傳感器技術測試另一個解決方案,該解決方案需要使用啟動器來替代以前限制舊式驅動器速度的解決方案。當前的機器由變頻器控制,操作人員可以通過控制面板中的電位計調節機器的速度。這種方案受到客戶的廣泛認可。

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