Vážení vozidel Spolehlivé vážení vozidel Pomáhá zajistit vyšší zisk Bílá kniha Efektivní přeprava sypkého zboží nebo surovin do zpracovatelského závodu a expedice vyrobeného zboží představuje klíč k produktivitě výroby. Neplánované provozní výpadky silniční váhy proto mohou mít vážný dopad na celkovou produktivitu výrobního závodu a ohrozit rentabilitu výroby. Mezi hlavní příčiny neplánovaných provozních výpadků tradičních silničních vah se řadí: Nepříznivé provozní podmínky, včetně vniknutí vody, úderu blesku, poškození snímačů, slučovacích skříněk a váhových terminálů Přetěžování hmotností nákladu a vysokým provozem, které způsobují drift váhy a s postupujícím časem způsobují snížení její přesnosti Poškození hlodavci a horninovou drtí, která může porušit kabeláž Řada společností je přesvědčena, že neplánované provozní výpadky kvůli údržbě a opravám silničních vah jsou nevyhnutelné. Tyto neplánované provozní výpadky však nemusí být všeobecně přijímanou proměnnou v rovnici produktivity. Modernější váhové technologie, například snímače vybavené vlastními mikroprocesory a systémy bez použití slučovacích skříněk, se v porovnání se staršími technologiemi vyznačují řadou výhod. Tato bílá kniha pojednává o nejnovějším vývoji v oblasti technologií a konstrukce silničních vah, který spočívá například v použití sítí snímačů s funkcí autodiagnostiky a který pomáhá zcela odstranit neplánované provozní výpadky a zajistit vyšší produktivitu. Obsah 1 Důležitost spolehlivosti vážení vozidel 2 Vyšší přesnost: mikroprocesory vestavěné do snímačů 3 Nižší hrozba fyzického poškození: inovativní konstrukce výrobků 4 Návratnost investice 5 Shrnutí 6 Další zdroje
1 Důležitost spolehlivosti vážení vozidel Základní důvod, proč silniční váha musí správně fungovat, je zcela jednoduchý: každá minuta, kdy váha měří nepřesně či dokonce vůbec, Vás stojí peníze. Bez správného množství přijatého materiálu nelze zahájit kritické výrobní procesy. Stejně tak i zastavení expedice zboží může způsobit značné provozní ztráty. Působící interní/externí vlivy Existuje řada důvodů, proč se silniční váha může stát Achillovou patou výrobního nebo zpracovatelského závodu. Váhové systémy, které využívají konvenční analogové snímače, hydraulické snímače, úsekové regulátory nebo dokonce i digitální slučovací skříňky, se vyznačují určitými slabinami, které mohou vážení výrazně zpomalit nebo způsobit chyby a závady v důsledku působení interních i externích vlivů. Mezi tyto vlivy, které mohou mít dopad na konvenční tenzometrické snímače, se řadí: Jiné potíže, například únik kapaliny ze snímačů v hydraulických systémech, mohou způsobit snížení přesnosti a provozní účinnosti váhy a i zde může být odstranění potíží velmi nesnadné. Delší doba odezvy hydraulických snímačů může rovněž znamenat nižší průchodnost systému. Další závažný problém pro tradiční váhy představuje úder blesku. Ten může Vaši nechráněnou váhu uvést mimo provoz doslova bleskurychle. Někteří výrobci vah poskytují pro případ úderu blesku rozšířenou záruku, ale pokud úderu blesku dojde, budete i tak čelit dlouhému provoznímu výpadku v důsledku opravy nebo výměny systémových součástí. V průběhu let prošly systémy ochrany proti úderu blesku výrazným vývojem, ale ani tak si všechny systémy nejsou zdaleka rovny. Řada výrobců sice ochranu proti úderu blesku nabízí, ale své systémy důkladně neotestovali, aby zjistili jejich skutečnou účinnost. Teplota Výkyvy napětí Nelinearita Hystereze Deformace Nestabilita Nulová změna Změna citlivosti Řada tradičních systémů využívá slučovací skříňky, které zpravidla nelze dokonale utěsnit, takže postupem času dochází ke zhoršení jejich funkce. Nedokonalé utěsnění bývá příčinou vniknutí vlhkosti, vzniku koroze a poškození elektrických zapojení uvnitř skříňky. Bez funkce síťové autodiagnostiky nemusíte navíc podobné potíže rozpoznat i po celé týdny. To znamená, že váha poskytuje nepřesné výsledky zcela bez vědomí obsluhy. Dokonce i po zjištění závady může diagnostika představovat značné obtíže a vyhledání a odstranění závady může vyžadovat dlouhou provozní odstávku. Slučovací skříňky jsou ve skutečnosti nejčastější příčinou provozních výpadků silničních vah. Kolik stojí chyby při vážení Jelikož konvenční váhové systémy nedisponují schopností varovat obsluhu v případě uvedených potíží ani schopností kompenzovat jejich účinky, může se snadno stát, že váha bude zcela bez vědomí obsluhy produkovat chybné výsledky. Tyto chyby mohou často překračovat i meze stanovené zákonnými požadavky na způsobilost provozu váhy. Čím více vozidel vážíte, tím více narůstají Vaše ztráty. Ještě horší případ představují situace, kdy Vás na potíže s váhou upozorní teprve reklamace zákazníků. Přitom v zájmu výrobce pochopitelně není, aby potíže s váhami nebo jiné potíže související s kontrolou kvality vyplynuly na povrch díky subjektům, jakými jsou zákazníci, auditoři nebo regulační orgány. Kvalita váhy tudíž výrazně neovlivňuje jen provozní zisk a produktivitu, ale i pověst jejího provozovatele. 2
2 Zvýšení přesnosti a provozní dostupnosti: mikroprocesorové operace přímo ve snímačích Inovativní technologie může znamenat první obrannou linii proti nákladným chybám při vážení. Prvním krokem může být výměna analogových snímačů za snímače vybavené vestavěnými mikroprocesory, které vysílají silný digitální signál a poskytují autodiagnostické funkce. Mikroprocesory zabudované v každém snímači poskytují výpočetní výkon, který může výrobcům poskytnout potřebnou jistotu, že jejich váhy fungují správně. Mikroprocesory navíc mohou upozornit obsluhu váhy na potenciální potíže s výkonem váhy. Díky tomu lze zavést vhodné programy pravidelné údržby a předcházet případným potížím. Data z mikroprocesoru umožňují okamžité vyhledání případné závady, a tedy i rychlý zásah a nápravu. Sledování výkonu váhy Klíčem ke zvýšení přesnosti snímače je snížení působení externích a interních vlivů na minimum. Snímač obsahující technologii pro zpracování digitálního signálu dokáže sledovat a výrazně snížit působení externích i interních jevů, které ovlivňují přesnost váhy. Tento proces je znám jako digitální kompenzace. Díky vestavěným mikroprocesorům a vyspělému softwaru dokáže každý snímač upozornit obsluhu na tyto události: chyby při vážení přetížení ovlivnění přesnosti působením prostředí stav sítě pokles napětí ve snímači narušení pláště snímače Díky okamžitému upozornění se může obsluha ihned věnovat případným potížím a přikročit k jejich nápravě. Tím dochází k výrazné úspoře času a ke snížení počtu případů chybné hmotnosti příchozích nebo expedovaných nákladů. Plánování údržby Použití vyspělé digitální technologie snímačů umožňuje zaznamenávání trendů ve výkonu snímače do diagnostických protokolů a pomáhá předvídat potíže dříve, než se projeví v provozu. Tyto interní systémy preventivní údržby upozorňují správce systémů na případné potíže přímo na obrazovce váhového terminálu nebo prostřednictvím e-mailové nebo textové zprávy na mobilní telefon. Umožňují tak plánovat údržbu na dobu, která je z hlediska provozu nejvýhodnější. Časově náročné odstraňování potíží a výměnu součástí systému nahrazuje prevence a podrobná analýza dat. Tím je zajištěna prevence neplánovaných provozních výpadků a snížení nákladů. 3 Nižší hrozba poškození působením přírodních sil: inovativní konstrukce výrobků 3 Ačkoli vyspělá technologie snímačů může výrazně zvýšit spolehlivost váhy, fyzická konstrukce celého systému snímače pomáhá předcházet nákladným, neplánovaným provozním výpadkům. Níže uvádíme několik důležitých faktorů, které se doporučuje zohlednit při návrhu fyzické konstrukce váhového systému. Odolná konstrukce z nerezavějící oceli Vysoce odolná nerezavějící ocel pomáhá odolávat poškození v důsledku působení nepříznivého nebo korozivního prostředí. Nejdůležitější elektronické součásti disponují v současnosti nejvyšším stupněm ochrany díky hermeticky uzavřeným, vodotěsným systémům se stupněm krytí IP68/IP69K. Plně svařovaný plášť a vodotěsné konektory jsou zárukou nejvyšší odolnosti při zatopení vodou.
Žádné slučovací skříňky Slučovací skříňky, které obsahují citlivou elektroniku a jsou náchylné k poškození působením vlhkosti, jsou u tradičních vah ručně zapojovány přímo v místě instalace, přičemž jejich zapojení je složitý a náročný proces. Současně představují obvyklé místo pro výskyt potíží, protože elektronika není chráněna před působením vnějších vlivů trvalým utěsněním. Novější digitální systémy nevyžadují slučovací skříňky ani složité ruční zapojování kabeláže. Celý proces instalace i budoucí údržba jsou tak výrazně snazší. Elektronika je v novějších systémech umístěna v laserem svařovaném plášti z nerezavějící oceli. Odstranění nutnosti použití slučovacích skříněk znamená nižší počet součástí náchylných k poškození následkem vniknutí vody nebo úderu blesku. Systémy bez použití slučovacích skříněk vyžadují nižší počet přípojek, a to nejméně o 25 % v porovnání s tradičními systémy obsahující slučovací skříňky. Síť deseti hermeticky utěsněných snímačů bez použití slučovací skříňky Kabely s dvojnásobným stíněním Plášť tradičních kabelů snímačů je zhotoven z polyuretanu. V náročných podmínkách proto často dochází k jejich poškození nebo úplnému přerušení. Modernější systémy využívají kabely z nerezavějící oceli, které v ideálním případě navíc disponují dvojitým stíněním. Odolné provedení kabelů předchází jejich fyzickému opotřebení, poškození hlodavci, elektromagnetickému rušení a současně poskytuje vynikající ochranu proti úderu blesku. Rychloupínací konektory Rychlá a bezpečná práce s konektory představuje důležité hledisko s ohledem na pravidelnou údržbu systému. Vodotěsné kabely snímačů se stupněm krytí IP68 a vybavené rychloupínacími konektory rozšiřují možnosti připojení snímačů a výrazně zrychlují uvedení váhy do provozu po dokončení údržby. Vodotěsné konektory byly vyvíjeny pro účely nejnáročnějších aplikací ve vojenství a lékařství, kde je výkon elektroniky doslova otázkou života a smrti. Detekce narušení pláště Kromě vysoce odolného a hermeticky uzavřeného pláště může snímač disponovat i vestavěnou detekcí narušení pláště, která obsluhu upozorní na proražení nebo neoprávněnou manipulaci se snímačem. Dokonce i nepatrný otvor může znamenat proniknutí vlhkosti do snímače a způsobit chyby při vážení a provozní výpadek váhy. Na rozdíl od konvenčních snímačů, systémy s vestavěnou detekcí narušení pláště umožňují snadnou identifikaci a výměnu poškozených součástí dříve, než vniknutí vlhkosti stihne způsobit opravdové potíže. Ochrana proti úderu blesku Zásah blesku může vaši váhu uvést mimo provoz doslova bleskurychle. Dokonce i v případě, že záruka nebo pojištění pokrývá náklady na opravu, provozovatel váhy v takové situaci čelí výrobním ztrátám. Tato skutečnost činí z kvalitní, integrované ochrany proti úderu blesku nepostradatelnou funkci s výraznou přidanou hodnotou. 4
Systémy se skutečnou ochranou proti úderu blesku přitom existují. Moderní ochranný štít dokáže odstínit celý systém silniční váhy, včetně snímačů, kabelů a terminálu. Vestavěné nárazové vodiče odvádějí případné přepětí od citlivé elektroniky a zabraňují jejímu poškození. Jednobodové uzemnění udržuje váhu v chodu i za podmínek, které by dříve váhu okamžitě vyřadily z provozu. Laboratorní zkouška ochrany proti úderu blesku Průměrný proud blesku činí 30 ka, ale může být i silnější. Systém ochrany proti úderu blesku by podle normy Mezinárodní elektrotechnické komise IEC62305-1 měl v ideálním případě být schopen odolat zásahu o síle až 40 ka. Systém ochrany proti úderu blesku by podle normy Mezinárodní elektrotechnické komise IEC62305-1 měl v ideálním případě být schopen odolat zásahu o síle až 80 ka. 4 Návratnost investice Zejména ve velkoobjemovém provozu se může investice do nového váhového systému vyplatit prevencí jediného dne provozního výpadku. Odstranění mimořádných servisních událostí může vést k výrazným finančním úsporám a zvýšení produktivity, které se po celou dobu životnosti spolehlivého a plně podporovaného systému silniční váhy sčítají. Odborníci společnosti METTLER TOLEDO na vážení Vám mohou na základě posouzení současné silniční váhy pomoci zjistit skutečné dopady provozních výpadků a navrhnout vhodnou alternativu nebo úpravy současné váhy. Kvalitní modernizace systému by se měla vyplatit v nízkoobjemovém i ve vysokoobjemovém provozu za méně než 12, v některých případech dokonce i za jeden nebo dva měsíce. 5 Shrnutí Existují-li překážky bezproblémového příjmu a expedice zboží v podobě neplánovaného výpadku silniční váhy, dochází nevyhnutelně ke snížení ziskovosti provozu, a to bez ohledu na pečlivost a důkladnost, kterou věnujete návrhu procesů ve výrobní provozovně. Silniční váhy jsou ohroženy jednak riziky, která jsou společná všem váhám, ale díky venkovní instalaci současně i riziky, která jsou pro silniční váhy zcela jedinečná: poškození vodou nebo úder blesku jsou pouze nejčastější z nich. Úder blesku dokáže nechráněnou váhu vyřadit z provozu během okamžiku a vniknutí vody může způsobit zkrat kabeláže v nedokonale utěsněné slučovací skříňce. Analogové váhy obsluhu na tyto potíže neupozorní. Avšak plně digitální váhy vybavené mikroprocesorem ke zpracování digitálního signálu Vám mohou mimo jiné: zabezpečit správný provoz váhy upozorňovat uživatele na možné potíže, a tak urychlit vhodný zásah provádět autodiagnostiku a řadu potíží samy napravit poskytovat vysoce přesné vážení za nejrůznějších okolních podmínek 5
Některé digitální snímače rovněž usnadňují instalaci a snižují počet provozních výpadků, protože nevyžadují slučovací skříňky, převodníky analogového signálu na digitální ani sběrné datové karty. Fyzické konstrukční vlastnosti, jakými jsou hermeticky uzavřené snímače, odstranění nutnosti použití slučovací skříňky, rychloupínací konektory a kabely s ochranou proti hlodavcům, detekce narušení pláště a ochrana proti úderu blesku, pomáhají dlouhodobě 6 Další zdroje zajistit bezpečný, každodenní provoz. Tyto funkce v kombinaci se síťovou autodiagnostikou mohou výrazně zvýšit spolehlivost a životnost systému a současně snížit celkové nároky na údržbu. Modernizace silniční váhy pomocí vyspělé váhové elektroniky nabízí rychlou návratnost investice v důsledku vyšší provozní dostupnosti přístrojů. Systém, který obsahuje tyto důležité inovace, Vám poskytne potřebný klid na práci s Vašimi silničními váhami. Podrobné informace o řešeních pro silniční váhy naleznete na níže uvedených adresách. Bílá kniha: Digitální kompenzace ve snímačích POWERCELL www.mt.com/global/en/home/supportive_content/product_information.veh_comp.twocoled.html METTLER TOLEDO POWERCELL www.mt.com/powercell Mettler-Toledo, s.r.o. Třebohostická 2283/2 100 00 Praha Tel.: +420 226 808 150 Fax: +420 226 808 170 www.mt.com/powercell Další informace Technické změny vyhrazeny 01/2012 Mettler-Toledo s.r.o.