Kompaktní izolace typu Ex při výrobě barev a nátěrových hmot

„To, co je uvedeno na štítku, musí být uvnitř“ – tento princip má ve společnosti Wilhelm Niemann Maschinenfabrik zvláštní váhu. Od šroubů na míru až po pneumatické válce – tato společnost se sídlem v Dolním Sasku vyrábí širokou škálu komponentů pro svá průmyslová a laboratorní zařízení ve vlastních provozech. Zákazníky má na všech kontinentech, většinou se jedná o výrobce barev, nátěrových hmot, lepidel nebo silikonů. „Řídíme se heslem: vyrobeno v Německu, vyrobeno firmou Niemann,“ říká Hendrik Werges, vedoucí dílny a projektový manažer pro elektrotechniku.

Pro nezainteresované není rozmanitost konfigurací strojů společnosti Niemann na první pohled zřejmá, zejména proto, že se v Melle-Neuenkirchenu nakonec vyrábějí pouze tři základní typy strojů. Rozpouštěč je vhodný jak pro míchací procesy, tak pro dispergaci: rotující ozubený disk rozbíjí pevné materiály v kapalině, rozemele je a promíchá. Výsledkem může být například nástěnná barva. Ještě jemnější rozemletí předem dispergovaného materiálu zajišťuje košový mlýn. Zde sání vytvářené čerpacím diskem vtahuje produkt přes koš naplněný keramickými kuličkami – tento princip využívají například výrobci automobilových laků.

Stroje na míru

S rostoucí viskozitou produktu rostou i nároky na zařízení. „Existují vysoce viskózní produkty, u nichž by rozrušovací disk do materiálu pouze vyvrtal díru,“ vysvětluje procesní inženýr Michael Diddens. Aby bylo zajištěno, že se obsah nádoby míchá rovnoměrně, je třetí řada strojů společnosti Niemann, kruhový rozptylovač „Butterfly“, vybavena také centrálně umístěným motýlkovým nástrojem se škrabkami namontovanými na vnější straně. Tento nástroj se pomalu otáčí a zajišťuje homogenní promíchání materiálu, například při výrobě tmelů, a přivádí jej do disperzní zóny excentricky namontovaného ozubeného disku rozmělňovače.

V závislosti na požadavcích na výrobek si zákazníci vybírají jeden z těchto základních typů strojů, v praxi však kladou na konstrukci stroje mnohem rozsáhlejší požadavky. Konstrukční kancelář této rodinné firmy musí připravit projektovou dokumentaci v souladu s podmínkami panujícími v provozovně zákazníka, ať už se jedná o potřebu 5 000litrové nádoby navzdory omezené výšce stropu, nebo o nutnost doplnit chladicí okruh míchací nádoby o funkci ohřevu za účelem výroby konkrétního produktu. Kromě toho dodává společnost Niemann své rozmíchávací nádrže buď ve standardním provedení, nebo jako montované provedení pro instalaci na ocelové plošiny či mezipatra.

Bezpečnost i v těch nejužších prostorech

Téměř všechny stroje mají jednu společnou vlastnost: jsou provozovány v prostředí s nebezpečím výbuchu. Tuto skutečnost je třeba zohlednit v rozvaděči umístěném mimo zónu 1. Společnost Niemann obvykle volí jeden ze dvou přístupů, a to v závislosti na tom, zda je vyžadován komplexní řídicí systém. Dotykové panely na strojích stejně vyžadují podporu PLC a v přibližně 90 procentech případů to platí i pro ovládání rozpouštěče „Butterfly“. V tomto uspořádání mohou bezpečně zapouzdřené kabely Profinet nebo Profibus vést od PLC v rozvaděči k uživatelskému rozhraní.

Ne každá společnost však disponuje odbornými znalostmi v oblasti programování PLC a v některých případech prostě není sběrnice nutná. V takových situacích společnost Niemann využívá druhý přístup založený na pevném zapojení namísto technologie PLC. Signály z tlačítek jsou do terénu přenášeny prostřednictvím izolačních spínacích zesilovačů TURCK IMX12. Zařízení z řady rozhraní IMX12 se používají také v případech, kdy operátoři potřebují přenést konkrétní digitální nebo analogové hodnoty ven z nebezpečné zóny. To umožňuje přenos signálů z kontaktních senzorů nebo teplotních hodnot jiskrově bezpečným způsobem do rozvaděče.

Štíhlý design a rozvodná lišta byly klíčovými požadavky při nákupu nových izolačních spínacích zesilovačů. Zařízení IMX12 od společnosti TURCK splnila oba požadavky díky šířce pouhých 12,5 milimetrů a napájení prostřednictvím napájecího můstku. To znamená, že jednotlivé skříňky jsou napájeny přes DIN lištu v rozvaděči, čímž se výrobcům rozvaděčů ušetří časově náročné zapojování propojek. Kromě toho zařízení IMX12 eliminuje potřebu samostatného modulu pro přívod napájení, protože pro propojenou řadu stačí jediný konektor.

Tři prostředí, tři senzory

Společnost Niemann využívala senzorovou technologii TURCK již dlouho před zavedením rozhraní. Díky tomu nyní rozhraní moduly převádějí také některé signály dodávané polními senzory. „Senzory TURCK v tomto provedení mají tu výhodu, že jejich spínací vzdálenost je obvykle o jeden až dva milimetry větší než u konkurence,“ říká Hendrik Werges. A právě tyto rozdíly v dosahu mohou mnoho věcí usnadnit.

Například společnost se sídlem v Dolním Sasku instaluje do sloupů svých strojů indukční snímače přiblížení M18 pro sledování výšky. K zvednutí stroje se uvnitř sloupu pohybuje hydraulický píst. Ten však nesmí překročit určité meze, aby se ozubený disk pohyboval pouze uvnitř nádoby nebo aby víko zůstalo na svém místě. K omezení zdvihu a jako bezpečnostní obvod jsou na vhodných místech instalovány snímače, které detekují centrální píst. Instalaci komplikuje výztužný kroužek o tloušťce přibližně čtyř milimetrů na spodním konci pístu, který nesmí snímači bránit ve výhledu. I přes tuto vzdálenost musí snímač detekovat válec i prstenec. Právě zde se projevuje výhoda bezdotykových snímačů TURCK NI10-G18 s výstupem NAMUR. Jsou vhodné pro zóny Ex 0 a 20 a společnost Niemann je instaluje do řady svých výrobků.

Pokud hledáte jednu z nejmenších komponent TURCK ve stroji Niemann, musíte se podívat opravdu pozorně. S délkou pouzdra 31 milimetrů a výškou šest milimetrů je snímač magnetického pole BIM-UNT-AY1X skrytý v pantu víka plnicího otvoru nádoby. Zde snímá, zda je uzávěr otevřený nebo zavřený. Miniaturní snímač je vybaven dobře viditelnou 360stupňovou LED diodou a je pomocí speciálního šroubu pevně upevněn v drážce.

Indukční snímač vyrobený na míru musí odolávat podmínkám panujícím v pohonném ústrojí. V tomto obzvláště náročném prostředí monitoruje spínací značku. Důvod: namontované rozpuštěče s objemem až 15 000 litrů vyžadují škrabku, která však během plnění nesmí být umístěna pod kulovými ventily, aby se zabránilo usazování materiálu. Konstruktéři proto definovali parkovací polohu škrabky nádrže a v horní části řetězového pohonu nainstalovali detekční desku, kterou snímač detekuje.

IM36 prošel testem rychlosti

Poloha ozubeného kotouče uvnitř nádoby je určována snímačem s měřicím drátem. Prostřednictvím kontaktu měřicího drátu vysílá hodnoty odporu, které je třeba převést na analogový signál. K tomuto účelu převádí potenciometrický zesilovač signál co nejrychleji a jiskrově bezpečným způsobem na signál 4–20 mA, aby připojené systémy mohly plynule regulovat výšku bez trhání.

Ještě před pěti lety tento proces občas způsoboval problémy, jak z vlastní praxe uvádí Werges: „V receptuře zákazníci specifikují určité výšky, ve kterých má ozubený disk pracovat. Pokud převod trvá příliš dlouho, stroj tyto body mine o několik centimetrů a poté neustále kolísá sem a tam.“ Řešením byl signálový převodník s dobou cyklu kratší než 700 milisekund. Tak se společnost Niemann poprvé dostala k použití rozhraní TURCK, konkrétně zesilovače IM36, který provádí převod do 30 milisekund a umožňuje stabilní polohování ozubeného kotouče v rámci hysterezního pásma. Jako specialista na rychlý analogový převod je zesilovač IM36 již delší dobu instalován v rozvaděčích strojů společnosti Niemann.

A nedávno k němu přibyli známí sousedé v podobě štíhlých zesilovačů IMX12. Výrobce strojů se sídlem v Dolním Sasku v současné době testuje další řešení využívající senzorovou technologii TURCK, v němž mají iniciátory nahradit dosavadní řešení pro omezení otáček starších pohonů. „To však spadá do oblasti obchodu s náhradními díly,“ vysvětluje Hendrik Werges. U současných strojů je rychlost řízena buď frekvenčním měničem, nebo obsluhou pomocí potenciometru na ovládacím panelu. Takovéto manuální nastavení si zákazníci i nadále cení.

Zákazník | www.niemann.de