Co je kalibrace a jak může IIoT pomoci se správou reportů?

Kalibraci lze zjednodušeně popsat jako proces porovnávání naměřené hodnoty z kalibrovaného přístroje s referenčním standardem se známou a vysokou přesností. V podstatě se tím zjišťuje, zda přístroj poskytuje měření v rámci přijatelných mezí.

Provedení kalibrace vyžaduje specifické nástroje a přístroje, které se liší v závislosti na typu kalibrace. Mezi běžné příklady patří kalibrátory s platnými kalibračními certifikáty, standardní přístroje a kalibrační systémy.

Kalibrace je nezbytná pro zajištění přesného měření. Měřicí přístroje jsou instalovány v různých průmyslových prostředích, kde jsou vystaveny působení oděru, vibrací, náhlých změn teplot, drsných podmínek a mechanických otřesů. Tyto faktory mohou ovlivnit výkon přístroje, což vyžaduje kalibraci k ověření přesnosti a v případě potřeby k nastavení přístroje tak, aby splňoval specifikace aplikace.

Přesná kalibrace pozitivně ovlivňuje výrobní procesy tím, že zajišťuje spolehlivá měření. Také snižuje odchylky v rámci technických specifikací, podporuje preventivní údržbu a zaručuje sledovatelnost měření.

Moderní inteligentní přístroje – například přístroje vybavené technologií Heartbeat od společnosti Endress+Hauser – navíc poskytují nepřetržité informace o stavu přístroje a nabízejí jasnější obraz o jeho stavu a spolehlivosti měření.

Během kalibrace musí být všechna měření zaznamenávána, buď ručně, nebo pomocí automatizovaného systému. Po dokončení je vygenerován finální dokument – známý jako kalibrační certifikát – obsahující všechny technické podrobnosti postupu.

Certifikát obvykle obsahuje srovnání mezi kalibrovaným přístrojem a sledovatelným referenčním standardem. Musí také uvádět technické specifikace obou přístrojů, procedurální údaje, nejistotu kalibrace, kalibrační číslo a podpisy oprávněných osob.

Všechny měřicí přístroje lze kalibrovat, aby byla zajištěna správná funkčnost a úroveň přesnosti požadovaná pro jejich aplikaci. I když koncept kalibrace zůstává konzistentní, postup se liší v závislosti na typu polního přístroje.

Například kalibrace tlakového převodníku může zahrnovat použití kalibrovaného závaží jako reference pro generování tlaku. Alternativně lze použít jiný tlakoměr s vyšší přesností než kalibrovaný přístroj.

Všechny kalibrační standardy musí obsahovat platný kalibrační certifikát potvrzující shodu s platnými normami v daném regionu.

Kalibrace zahrnuje porovnání testovaného přístroje s referenčním standardem, obvykle v několika bodech v celém měřicím rozsahu – obvykle 0 %, 25 %, 50 %, 75 % a 100 %. V případě potřeby lze zahrnout další testovací body, i když to může zvýšit náklady.

Použitý referenční standard závisí na typu přístroje:

• Převodníky průtoku: Kalibrace může zahrnovat hlavní přístroj, porovnání s váhou nebo kalibraci mobilního zkušebního přístroje.
• Tlakové převodníky: Obvykle se používá etalonový přístroj s vyšší přesností, digitální kalibrátor nebo závaží.
• Převodníky teploty: Používá se kalibrovaná reference, například simulátor elektronického teplotního senzoru.

Kalibrační postupy se řídí standardním operačním postupem (SOP), který popisuje každý krok. Interval mezi kalibracemi není univerzálně definován, ale lze jej určit na základě faktorů, jako jsou:

• typ přístroje a použití;
• doporučení výrobce;
• analýza trendů z předchozích kalibrací;
• historická data nástroje;
• srovnání s podobnými přístroji v provozu;
• Požadovaná přesnost měření.

Kalibrace se obecně chápe jako proces porovnávání přístroje s referenčním standardem s vyšší a známou přesností. Po kalibraci se v případě potřeby provede justace, aby se korigovaly odchylky zjištěné během porovnání.

Během kalibrace postup zahrnuje ověření měřicího rozsahu oproti referenčnímu standardu. Pokud je zjištěna chyba větší než přípustná mez, je nutné přístroj justovat.

Například nastavení tlakového převodníku obvykle zahrnuje úpravu nuly a poté hodnoty rozsahu. Tyto parametry lze upravit mechanickým nebo softwarovým nastavením v závislosti na stáří přístroje a specifikacích výrobce. Po justaci je nutné měřicí rozsah znovu zkontrolovat podle normy, aby se potvrdilo, že přesnost splňuje požadované limity.

Kalibrace na místě je v průmyslovém prostředí běžnou praxí, zejména během plánovaných odstávek výroby, kdy je nutné kalibrovat více přístrojů. V takových případech jsou často najímáni externí poskytovatelé služeb pro kalibraci tlakoměrů, teplot a průtokoměrů.

Kalibrace v terénu, včetně kalibrace průtoku, je stále rozšířenější. Mnoho společností nyní využívá mobilní kalibrační systémy k provádění těchto služeb přímo na místě. Například Endress+Hauser nabízí kalibraci na místě s využitím pokročilých mobilních systémů a certifikovaných odborníků.

Mezi benefity kalibrace na místě patří eliminace potřeby přepravy přístrojů, možnost okamžité justace a oprav a usnadnění rychlé výměny přístrojů – to vše provádějí kvalifikovaní odborníci. Tento přístup zkracuje odstávky a zajišťuje soulad s kalibračními normami.

Četnost kalibrace závisí na několika faktorech, protože neexistuje žádný univerzální standard. Osvědčené postupy doporučují při definování kalibračních intervalů zvážit následující body:

• kritičnost měření pro proces
• požadavky na systém kvality v provozu
• dodržování předpisů
• doporučení výrobce
• dopad selhání v důsledku nedostatečné přesnosti
• další technické požadavky

Tyto faktory pomáhají stanovit vhodný kalibrační plán, který lze podle potřeby upravit. Moderní řešení IIoT dále zjednodušují plánování a provádění kalibrací tím, že poskytují snadný přístup k datům o přístrojích a k nástrojům pro plánování.

Nejistota kalibrace se vztahuje k míře pochybností spojené s kalibračním procesem a je ovlivněna faktory, jako jsou instalační podmínky, referenční návaznost a proměnné prostředí. Pokud nejistota kalibrace překročí toleranci kalibrovaného přístroje, je nutné zpochybnit platnost kalibrace.

Například použití příložného průtokoměru ke kalibraci instalovaného přístroje může vést k nejistotě kalibrace vyšší, než je tolerance instalovaného měřiče, což může proces učinit neefektivním.

Testovaný přístroj může kalibraci buď projít, nebo neprojít na základě svých tolerančních mezí, které jsou definovány výrobcem, nebo jsou uvedeny v počátečním kalibračním certifikátu. Pokud během kalibrace naměřená chyba překročí toleranční mez, kalibrace se považuje za neúspěšnou. V takových případech by měl být přístroj justován a znovu kalibrován. Pokud rozdíl mezi kalibrovaným přístrojem a referenčním standardem po justování spadá do tolerančního limitu, přístroj je vyhovující.

Správné uložení a dostupnost kalibračních dokumentů je nezbytná. Moderní služby IIoT, jako například Netilion Library, umožňují centralizovanou cloudovou správu kalibračních protokolů, technických dat a související dokumentace pod každým štítkem zařízení. Tento přístup zajišťuje, že všichni členové týmu mohou efektivně přistupovat k informacím, sdílet je a aktualizovat je, což šetří čas během ověřování v terénu nebo při načítání historických kalibračních záznamů.

Při integraci s přístroji edge mohou platformy IIoT automaticky vytvářet digitální dvojčata všech přístrojů, což zpřístupňuje soubory z chytrých telefonů, tabletů a notebooků. To zjednodušuje spolupráci a zajišťuje, že technická dokumentace a kalibrační listy jsou vždy k dispozici, což zvyšuje efektivitu a dodržování předpisů.