IN THE FIELD
Maintenance Magazine 151 – april 2021
Compacte druksensoren met schakelfunctie en capacitieve niveauschakelaars, perfect toegesneden op standaardapplicaties en eenvoudig in onderhoud. (Foto VEGA)
Moderne sensoren zijn uitgerust met zelfbewaking, diagnostische functies en algoritmes die de onderhoudsfrequenties van de sensor zelf voorspellen. Het komt er op neer dat ze bovenliggende systemen permanent op de hoogte houden van hun status. (Foto iStock)
Met miljoenen zijn ze intussen. De sensoren die wereldwijd in productiebedrijven gegevens helpen capteren die aan de basis liggen van predictief onderhoud. Maar hoe zit het met het onderhoud van de sensoren zelf? En vragen ze nog om kalibratie?
In de tijd dat de dieren nog spraken, werden industriële processen aangestuurd op basis van regelmatige monsternames en analyses in het labo. Een tijdrovende manier van werken, hoe snel het labo ook zijn meetrapporten klaar had. En daardoor ook een mogelijk dure manier van werken want hoeveel product was er in die tijd niet verloren gegaan? Sensoren namen daarom stap voor stap die rol over om allerhande grootheden (temperatuur, niveau, druk, debiet maar evengoed brekingsindex, TOC, pH, geleidbaarheid …) in-line te gaan meten. Stap voor stap want in sommige industrietakken was het opboksen tegen moeilijke omgevingsomstandigheden (corrosieve procesmedia, hoge temperaturen of drukken, stofvorming, explosiegevaar …) om te allen tijde een betrouwbaar resultaat te garanderen. Zeker doorheen de tijd. Sensoren konden immers vuil worden door bijvoorbeeld productafzettingen, wat een impact kon hebben op de meting. Om die reden drongen inspectierondes en kalibraties (opnieuw ijken ten opzichte van een meetreferentie) zich op.
Sensortechnologie is echter niet ter plaatse blijven trappelen. Moderne varianten hebben het analoge 4 … 20 mA signaal ingeruild voor digitale communicatie. In de procestechnologie is het HART® protocol al jaren de standaard. Veldbussen worden er nog slechts uitzonderlijk toegepast. In de wereld van factory automation gebeurt dit vaak aan de hand van IO-Link. En de chip die het hart van de sensor vormt is bovendien een stuk kleiner en slimmer geworden. Digitaal betekent enerzijds een nauwkeurigere meetwaarde maar anderzijds ook communicatie die van op het veldniveau, al dan niet rechtstreeks, tot de cloud kan reiken en helemaal terug. Het signaal hoeft dus niet noodzakelijk enkel en alleen naar de PLC te gaan of altijd verplicht via dat station te passeren, het kan ook rechtstreeks praten met bijvoorbeeld het ERP-systeem binnen een bedrijf of interageren met apps voor verdere analyse in de cloud. Hier ligt de basis voor in de eerste plaats conditiebewaking. Sensoren kunnen als perfecte bodyguards erover waken dat al uw productie- en procesparameters gerespecteerd blijven. Een overschrijding van de ingestelde niveaus zal een alarm triggeren om mee aan de slag te gaan. In tweede instantie kan men zo evolueren naar predictief onderhoud. Aan de hand van opgebouwde ervaring gaan voorspellen wanneer een bepaalde component zal falen.
Het maakt sensoren tot belangrijke componenten in een Industrie 4.0-ecosysteem. Maar wie waakt er over de sensoren? Hoe blijven zij gegarandeerd de juiste meetwaarden doorsturen om processen te sturen? Het antwoord ligt ook hier weer in IO-Link en in de toegevoegde intelligentie aan boord. Sensoren vandaag zijn immers uitgerust met zelfbewaking, diagnostische functies en algoritmes die de onderhoudsfrequenties van de sensor zelf voorspellen. Het komt er op neer dat ze bovenliggende systemen permanent op de hoogte houden van hun status. Dreigt er iets mis te lopen met de elektronica? Bevindt er zich te veel contaminatie op de sensor? Dan wordt dat gedetailleerd gemeld, digitaal en op alle niveaus. Dat maakt dat de inspectierondes en kalibraties uit het verleden voor een groot stuk in het verleden mogen blijven. Ze zijn voor het gros van de sensoren overbodig geworden of toch minstens minder snel nodig, waardoor bedrijven zich de kosten en stilstandtijden kunnen uitsparen die gepaard gingen met de jaarlijkse kalibratie van hun sensorenpark. Een goede zaak want kalibratie betekende eigenlijk de vervorming van de elektrische verwerking van het meetsignaal aan de actuele staat en kwaliteit van de sensor. Een ‘slechte’ sensor bleef met andere woorden zo aan de slag , wat sowieso een impact had op de nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en onderhoudsfrequentie.
IO-Link sensoren bundelen ook nog andere voordelen op vlak van onderhoud en herstellingen. Naast de informatie over hun status, houden ze ook gegevens over de identificatie, de parametrisatie en zelfs de kalibratiestandaarden (voor de echt kritische toepassingen) van de sensor in kwestie. Wanneer er dan toch een probleem met een van de sensoren dreigt op te duiken, weet u als onderhoudsploeg in eerste instantie meteen waarheen om het probleem op te lossen. Blijkt de sensor aan vervanging toe, dan maakt IO-Link ook dat proces een stuk eenvoudiger. Door de identificatie is het al niet meer mogelijk om het verkeerde type sensor aan te sluiten. Aangezien de parameters van elke sensor opgeslagen zijn in het automatiseringssysteem, kunnen ze bovendien automatisch getransfereerd worden naar de nieuwe sensor. Daar komt dus geen toestel voor programmeren meer aan te pas, geen specialistische kennis, geen uitgebreide handleiding. Hierdoor hoeven er ook minder wisselstukken op voorraad gehouden worden.
Voor toepassingen in zeer moeilijke omstandigheden, waar er nauwe toleranties zijn voor de nauwkeurigheid, zal kalibratie van de sensoren wel nog af en toe nodig zijn. Belangrijk is om eerst na te gaan, wat de mogelijke problemen met een sensor kan veroorzaken. Als het productieproces verantwoordelijk is voor continue vervuiling of aantasting, kan een inspectieronde om de sensor preventief te reinigen en te onderhouden de noodzaak aan kalibraties verminderen. Maar in de meeste gevallen kunnen IO-Link sensoren dit dus zelf aangeven. Dringt een kalibratie zich dan toch op? Dan is het zaak te vertrekken vanuit de juiste omstandigheden. Temperatuur, druk, luchtvochtigheid kunnen immers een impact hebben op het uiteindelijke resultaat. Ook het materiaal voor de kalibratie moet in onberispelijke conditie zijn. Daarom wordt er aangeraden om kalibraties aan specialisten over te laten met de nodige kennis van zaken.
Door Valérie Couplez
