Układ dozowania to zespół urządzeń umożliwiających dokładne porcjowanie poszczególnych mediów – zarówno gazów, cieczy a czasami również materiałów sypkich. Stosowane są w prawie każdej gałęzi przemysłu – m.in. chemicznym, farmaceutycznym, rafineryjnym, budowalnym i spożywczym. O tym, jakie elementy składowe znajdują się w typowym układzie dozowania, traktuje dzisiejszy wpis.
Serce układu dozowania – komputer
Kluczowy element układu dozowania to komputer, potocznie nazywany dozownikiem. Do niego odprowadzany jest sygnał wyjściowy przepływomierza, a także sygnały wychodzące do elementów regulujących, którymi są zawory. Do sygnałów wyjściowych z przepływomierza zaliczamy sygnał impulsowy i sygnał analogowy, prądowy. Sygnałami sterującymi pochodzącymi z komputera przepływu są sygnały przekaźnikowe (o charakterystyce zestyku normalnie zamkniętego). Komputer dozowania posiada też często dodatkowe wyjścia RS485 Modbus RTU, Ethernet bądź USB.
Wybór odpowiedniego komputera dozowania zależy od wielu czynników. Dla przepływomierzy turbinkowych dedykowane są urządzenia posiadające wejścia dla sygnałów impulsowych prostokątnych oraz sygnałów impulsowych. Dozownik ten posiada dwa wyjścia przekaźnikowe (zestyk normalnie zamknięty) oraz opcjonalnie wyjście analogowe prądowe 4-20 mA. Dla stref Ex wymagany jest dozownik z wykonaniem przeciwwybuchowym z certyfikatem Atex oraz posiadający wejścia dla sygnałów impulsowych o charakterystyce impulsu prostokątnego i sinusoidalnego. Na rynku dostępne są również modele rozbudowane, które posiadają liczne porty na sygnały wyjściowe oraz wyjściowe z panelem sterowania.
Na co zwrócić uwagę podczas doboru przepływomierza?
Kolejny element układu dozowania to przepływomierze. Najczęściej stosowanymi przepływomierzami są przepływomierze turbinkowe. Urządzenia posiadają bardzo szybki czas reakcji, przepływające medium uderza o łopatki wirnika powoduje generowanie sygnału impulsowego o określonej częstotliwości, co przekłada się na konkretną wartość przepływu odbieraną przez komputer dozowania. Ponadto przepływomierze charakteryzują się wysoką dokładnością, posiadają opcje wykonania przeciwwybuchowego oraz możliwość wykonania do mediów agresywnych chemicznie.
Przepływomierze masowe Coriolisa to kolejny typ często wykorzystywany do układów dozowania. Ich największą zaletą jest nadzwyczaj duża dokładność wartości odczytywanej 0,1% dla cieczy i 0,5% dla gazów. Są wykonane z materiałów przeciwwybuchowych i odpornych na substancje agresywne chemicznie. Przepływomierze umożliwiają dozowanie bez konieczności podłączenia komputera, jednak w praktyce bywa to często uciążliwe.
Ostatni typ przepływomierza stosowanego w układach dozowania to elektromegnetyki. Są one głównie używane w przypadku dużych ilości cieczy. Ich czas reakcji jest stosunkowo długi w porównaniu z przepływomierzem turbinkowym, wymaga bowiem całkowitego wypełnienia urządzenia.
Który zawór i do czego?
Ostatnim, ale równie ważnym elementem układu dozowania są zawory. Spośród szerokiej oferty tych urządzeń, najczęściej stosowane są zawory elektromagnetyczne. Znajdują one swoje zastosowanie dla cieczy i gazów, mogą mieć również wykonanie przeciwwybuchowe oraz odporne na substancje agresywne chemicznie. Dla cieczy bardziej lepkich (powyżej 50 cSt), takich jak oleje kuchenne czy przemysłowe bardziej sprawdzą się zawory pneumatyczne. Ich budowa przeciwdziała gromadzeniu się cieczy w komorze zaworu i umożliwiają szybką reakcję otwarcia i zamknięcia.
A jak to wygląda w praktyce?
Jako przykład niech posłuży nam układ dozowania, który umiejscowiony został w zakładach farmaceutycznych jednego z największych koncernów w Polsce. Układ stosowany jest do dozowania wody zdemineralizowanej, używanej do syntezy i produkcji leków. Składał się z przepływomierza wykonanego ze stali nierdzewnej 316 oraz łożysk z twardych kompozytów węglowych z dużą odpornością na chemikalia (w tym przypadku na agresywne działanie wody DEMI). Przepływomierz zintegrowany jest z komputerem dozowania z wejściem dla czujnika magnetycznego o akceptacji sygnałów wejściowych od 30 mV (50 V maksymalne). Komputer dozowania poprzez wyjścia przekaźnikowe połączony jest z elektrozaworem ze stykiem normalnie zamkniętym, w wykonaniu ze stali nierdzewnej 316 L i uszczelką z tworzywa EPDM. Obecnie w firmie tej używane są dwa takie układy, które do tej pory działają niezawodnie.
Podsumowując, duży wybór komputerów dozowania, przepływomierzy i zaworów pozwala na ich zastosowanie niemal w każdym, nawet w bardzo wymagającym układzie dozowania. Możliwość szerokiego wyboru urządzeń, daje nam szansę na realizację takich aplikacji, które spotykane są niemal w każdej gałęzi przemysłu.
Więcej szczegółów na temat układu dozowania znajdziesz w naszym kwartalniku Pod Kontrolą:
https://www.podkontrola.pl/dobra-praktyka-uklady-dozowania-w-przemysle/
