Med store udsving i priserne på råmaterialer står industrier over for en udfordring i forhold til at tilpasse sig tidsfrister og avancer. En blandt få måder at styre omkostningerne i alle industrier på er i virkeligheden at blive mere strømlinet og mere effektiv.
En af de bedste måder at styre disse omkostninger på er at finde frem til spild i processen. Fra et instrumenteringsperspektiv medfører det en del finindstilling for at sikre sig, at du kommer frem til de rigtige temperaturer og tryk med henblik på at opnå en produktion af høj kvalitet og en effektiv brug af input.
Kalibreringsudstyr forbedrer optimeringen og kvaliteten—og det gælder ligeledes i andre industrier, hvad enten det drejer sig om kemisk produktion, atomkraft, medicinalvarer eller papirfremstilling. Proces produktionsanlæg kræver hundreder, og endda tusinder avancerede enheder, der ustoppeligt, nøjagtigt og driftssikkert udfører utallige, kritiske aktiviteter. Til gengæld kræver disse enheder regelmæssigt eftersyn, test, kalibrering og reparation.
Århundreders industriel erfaring har skabt en værdi med omhyggeligt at registrere detaljer i disse eftersyn, test, kalibreringer og reparationer. Ofte kræver virksomheder og regeringer kræver mere end bedste praksis, med yderst specifikke krav til registrering for at sikre, at der leveres fuld værdi til kunderne, og at borgernes sundhed og sikkerhed beskyttes.
Traditionel test-, kalibrerings- og dokumentationspraksis er imidlertid også arbejdskrævende, og med manglen på erfarne operatører vælger mindskede teams nogle gange at udskyde regelmæssig kalibrering. De nyeste observationer i industrien viser, at mindre teams realistisk set kan gennemføre og dokumentere kalibreringer af enheder til en lavere samlet pris, med yderligere produktivitet og driftsmæssige fordele.
Kalibrering udføres typisk enten, hvor enheden er placeret (kaldet in situ-kalibrering, fra det latinske ”på stedet”), eller i et instrumentværksted.
Professionelt tip:
Når et feltinstrument fremstilles, kalibreres både det primære element og transmitteren (eller aktuatoren, hvis det drejer sig om en reguleringsventil) på fabrikken, og kalibreringsoplysningerne følger med enheden. Kalibreringsdata går ofte tabt. Indtastning af disse oplysninger i centraliserede kalibreringsfortegnelser, når enheden tages i brug, bør være en del af det almindelige arbejde og ikke blot udføres for effektivitetens skyld.
En centralisering af kalibreringsoplysningerne sikrer, at viden forbliver på anlægget, selv om teams udskiftes.
De fleste feltinstrumenter udgøres af to dele: Et primært element og en transmitter.
- Primære elementer omfatter strømningsrør, blindplader, trykfølere, følere til våd kemi, f.eks. pH-, ORP- og ledningsevneprober, niveaumålere af alle typer, temperaturprober og andet udstyr. Primære elementer producerer typisk et signal—normalt spænding, strøm eller modstand—som er proportionalt med den variabel, de er beregnet til at måle, som f.eks. niveau, flow, temperatur, tryk og kemisk sammensætning. Primære elementer sluttes til felttransmitternes indgang.
- Felttransmittere inkluderer tryk-, temperatur- og flowenheder. De behandler det signal, der genereres af det primære element ved først at karakterisere det i lineært format og tilføre det tekniske enhedskoefficienter, før det efterfølgende sendes i analogt (normalt 4-20 mA DC) eller digitalt format (normalt en form for feltbus).
Analoge enheder
Analoge enheder—ofte kaldet “4 til 20 milliampere sløjfe”-enheder—benævnes ofte sådan, fordi de sender et signal, der er en elektrisk “analog” repræsentation af en målt fysisk mængde (f.eks. temperatur). De sender en elektrisk strøm, der er proportional (analog) med størrelsen af den målte fysiske mængde, med 4 milliampere strøm, der repræsenterer den minimalt skalerede værdi, og 20 milliampere, der viser den maksimalt skalerede værdi.
Selvom mange systemaspekter nu er digitale, anvendes analoge enheder stadig aktivt i proces produktionsindustrien.
Digitale enheder
Digitale enheder omdanner en målt fysisk værdi til et digitalt signal. Mange forskellige digitale kodningsmetoder benyttes i procesindustrien, herunder Foundation Fieldbus, Profibus og HART.
Der er en udbredt opfattelse af, at (digitale) feltbusenheder ikke behøver at blive kalibreret. Det er ikke sandt. Selvom et feltbussignal (hvad enten det drejer sig om Foundation Fieldbus, Profibus eller forbundet HART) giver fejlfindingsoplysninger, giver det ikke oplysninger om enhedens nøjagtighed, ej heller verificerer det, at enheden rapporterer processen nøjagtigt og præcist.
De 3 bedste kalibreringsværktøjer, der gør processerne effektive
- Fluke 754 Multifunktion Dokumenterende Proceskalibrator med HART-funktioner og automatiserede kalibreringsprocedurer, der naturligvis overholder strenge sikkerhedsstandarder.
- Fluke 721 Præcisionstrykkalibrator høj præcision med dobbeltisolerede sensorer til anvendelse ved gas custody transfer applikationer.
- Fluke 700G Præcisionstrykkalibrator høj kvalitet og robust, trykmåling i høj kvalitet til hurtige og nøjagtige testresultater.
Reguleringsventiler
Reguleringsventiler har aktuatorer, der også kræver kalibrering for at justere for slid, ompakning af ventilen med henblik på afhjælpning af lækage og fastgroning eller ”klæbning”. Disse ventiler skal ofte gennemgå en komplet eller delvis slaglængdetest, hvis de ikke har været aktiveret regelmæssigt, for at sikre en pålidelig drift.
Indhentning af tilladelser og papirarbejde
Administrative opgaver, lige fra at indhente tilladelser til dokumentering og arkivering af resultater, kan betyde ekstra omkostninger og tid til blot at udføre en in-situ kalibrering. Som Ian Verhappen, Industrial Automation Networks, og tidligere bestyrelsesformand hos Fieldbus Foundation User Group, siger, “I mange tilfælde tager det at få ordnet alt det nødvendige papirarbejde (tilladelser, isolering osv.) ofte længere tid end selve arbejdet.”
Udfordringer ved at dokumentere kalibrering
Dokumentering af en kalibrering har traditionelt betydet, at man skulle bruge en logbog til at håndskrive datoen og tidspunktet, de forudgående kalibreringsudlæsninger, de efterfølgende kalibreringsudlæsninger og eventuelle andre observationer, som teknikerne har gjort sig. Overraskende nok fortsætter mange anlæg med dokumentere kalibreringsarbejde i hånden. Dokumentation med papir og blyant har imidlertid mange mangler.
For det første opstår og videreføres mange fejl. Dataene i håndskrevne fortegnelser er ofte helt ulæselige eller utilstrækkelige. Anlæg, der bruger et computeriseret vedligeholdelses management system (CMMS) skal således tage højde for den ekstra tid, det kræver manuelt at indtaste håndskrevne data med yderligere risiko for fejl.
Udskiftning af arbejdsstyrken
En anden udfordring kalibrering står over for er udskiftning af arbejdsstyrken.
1980’erne bragte budgetnedskæringer og fyringer. Der blev skåret betydeligt ned på konstruktions-, vedligeholdelses- og driftspersonale, og en ny LEAN-produktionsfilosofi slog rødder og fortsætter i dag, især inden for udviklede økonomier.
Mindre teams har mindre tid til mentorordninger og praktisk oplæring til det punkt, hvor udstyr og systemspecifik viden ikke overføres med succes fra den enkelte til institutionen. Når ældre operatører og teknikere går på pension, tager de udstyrs- og systemviden med sig.
“Hver dag kl. 16 går anlæggets institutionelle viden ud af porten,” siger den ledende instrumenterings- og styringstekniker på et stort raffinaderi i Midtvesten, “og nogle gange vender den ikke tilbage.”
I mellemtiden har mange anlæg stadig brug for to teknikere til hver in-situ kalibrering—én ved transmitteren og én ved styresystemet. Fieldbus Foundation anslår, at idriftsættelse kræver to teknikere i minimum to timer.
Brug multifunktionskalibratorer til dokumentering
En ny generation af “smartere” værktøjer til kalibrering i felten øger medarbejderens produktivitet ved at kombinere flere værktøjer i ét og udføre funktioner ud over grundlæggende test og måling, såsom hjælp til analyse og dokumentation.
Multifunktionskalibratorer til dokumentationsprocessen er håndholdte, elektroniske testværktøjer, der kombinerer flere kalibreringstrin og -funktioner i en enkelt enhed, udfører sourcing og måling af tryk, temperatur og en lang række elektriske og elektroniske signaler.
Fordele:
- Færre værktøjer, som teknikere skal oplæres i og medbringe i felten.
- Ensartede kalibreringsprocesser og dataudlæsninger over flere enheder sammenlignet med en anden proces til indsamling af forskellige sæt data fra hvert værktøj og hver enhed
- Automatiserede procedurer erstatter mange manuelle kalibreringstrin
- Der skal ikke bruges en anden tekniker til at registrere feltenhedens som fundet- og som efterladt tilstand.
- Hurtigere kalibreringstid pr. enhed
- Beregning af fejlen i et enkelt værktøj i stedet for tilføjelse af fejlene fra flere værktøjer.
Brug af kalibreringsruter
De største besparelser ved at bruge en dokumenterende kalibrator opnås med et rutestyringsværktøj indbygget i enheden. Brug af et enkelt sæt tilladelser og papirarbejde til et helt sæt kalibreringer mindsker omkostningerne betydeligt.
Implementer et aktivstyrings-, kalibreringsstyrings- eller computeriseret vedligeholdelses management system (CMMS)
I modsætning til papirdokumentation er kalibratordata aldrig ulæselige, kryptiske eller delvise. Dokumenterende kalibrator data kan downloades direkte til en lang række forskellige CMMS-systemer uden transskribering eller arkivering.
Da dokumenterende proceskalibratorer automatisk registrerer hver feltenheds som fundet- og som efterladt tilstand på stedet, og kan betjenes af en enkelt tekniker, kan en rutebaseret praksis med brug af dokumenterende kalibratorer med en enkelt enhed spare helt op til 50 procent af tiden og omkostningerne til traditionelle manuelle kalibreringsmetoder. Sagt på en anden måde, det samme LEAN-team kan nå to gange så mange kalibreringer i et givet tidsrum.
At køre et LEAN-team under traditionelle driftskrav er en opskrift til fejl. Kalibreringer udføres ganske enkelt ikke på den måde, det var tiltænkt. I stedet for at ignorere den truende fare bør du undersøge, hvordan eksisterende praksis kan gøres mere effektiv.
Implementer rutebaseret kalibrering, papirløs dokumentation og CMMS data management. Flere kalibreringer forekommer mere konsistent, viden overføres fra individet til teamet og til institutionen, og både produktiviteten og kvaliteten forbedres.
Kalibrering af flere instrumenter langs en rute mindsker omkostningen pr. kalibrering sammenlignet med individuel kalibrering af enkelte instrumenter.
Ud over at spare på vedligeholdelsesomkostningerne kan juridiske omkostninger og tabt fortjeneste på grund af ulykker opgøres i millioner. En god kalibreringsvedligeholdelsespraksis medvirker til at reducere sandsynligheden for et sådant forhold. I tilfælde af en katastrofe kan gode kalibreringsfortegnelser være en del af anlæggets forsvar mod sagsanlæg, på samme måde som dårlige fortegnelser kan placere en organisation i en mindre forsvarlig retsstilling.