Jakie modułowe rozwiązania konstrukcyjne umożliwiają doposażenie w płaszcze grzewczo-chłodzące lub dodatkową sensorykę?
Późniejsza rozbudowa instalacji procesowych o czujniki jest w wielu przypadkach dobrze wykonalna. Doposażenie płaszcza grzewczego lub chłodzącego jest natomiast wyraźnie bardziej pracochłonne i nie jest wyłącznie kwestią budowy modułowej. Zwłaszcza przy zbiornikach ciśnieniowych, instalacjach próżniowych lub higienicznych aparatach procesowych każda zmiana konstrukcyjna musi zostać oceniona statycznie, termicznie i pod względem bezpieczeństwa.
Najłatwiej doposażyć dodatkowe czujniki, gdy już na etapie planowania przewidziano przyłącza rezerwowe. Odpowiednie są na przykład kołnierze ślepe, higieniczne króćce procesowe lub przygotowane porty pomiarowe dla temperatury, ciśnienia, ciśnienia różnicowego, wilgotności, poziomu napełnienia lub sond analitycznych. Takie przyłącza umożliwiają montaż dodatkowych czujników bez konieczności późniejszego nacinania zbiornika lub wspawywania nowych króćców. W zastosowaniach higienicznych przyłącza czujników muszą być licujące, przystosowane do czyszczenia i tak zaprojektowane, aby nie powstawały strefy martwe. Czujniki w zbiornikach powinny być montowane możliwie licująco z wewnętrzną ścianą zbiornika.
Również odcinki rurociągów można rozbudowywać modułowo. Instrumentowane elementy pośrednie, cewki pomiarowe lub trójniki umożliwiają na przykład doposażenie w przepływomierze, czujniki przewodności, punkty pomiaru temperatury lub przetworniki ciśnienia. Warunkiem jest uwzględnienie długości montażowej, stopnia ciśnienia, materiału, koncepcji uszczelnienia i możliwości czyszczenia. Przy instalacjach zdolnych do CIP lub SIP rozbudowa nie może tworzyć obszarów słabo przepływanych, ponieważ mogą one pogarszać możliwość czyszczenia i walidowalność.
Konstrukcje typu skid i ramowe ułatwiają przede wszystkim doposażanie komponentów zewnętrznych. Należą do nich: agregaty grzewcze lub chłodzące, pompy obiegowe, wyspy zaworowe, filtry, wymienniki ciepła, kondensatory, pompy próżniowe i dodatkowe punkty pomiarowe w rurociągu. Otwarta, dobrze dostępna konstrukcja ramowa tworzy miejsce na te rozbudowy i upraszcza konserwację oraz późniejsze przebudowy. Nie zastępuje ona jednak wymaganej oceny technicznej, gdy ma zostać zmieniony sam zbiornik procesowy.
Płaszcz grzewczy lub chłodzący można stosunkowo łatwo uzupełnić tylko wtedy, gdy zbiornik został od początku do tego przygotowany. Możliwe są na przykład konstrukcyjnie przewidziane segmenty płaszcza, wężownice półrurowe lub osobny, doposażalny płaszcz zewnętrzny. W praktyce trzeba jednak sprawdzić grubość ściany, dopuszczalne ciśnienie robocze, stabilność próżniową, rozszerzalność cieplną, spoiny, podpory, izolację i regulowalność nośnika ciepła. Dospawany później płaszcz zmienia obciążenie zbiornika i może wpływać na zgodność z pierwotnym projektem urządzenia ciśnieniowego.
Przy urządzeniach ciśnieniowych istotna zmiana może prowadzić do tego, że zmieniona instalacja musi zostać ponownie oceniona i udokumentowana. Jeśli zbiorniki ciśnieniowe lub podzespoły są zmieniane w sposób, który może wpłynąć na ich zgodność, dla osoby odpowiedzialnej za zmianę mogą powstać obowiązki producenta wynikające z dyrektywy ciśnieniowej. Ocena techniczna powinna więc być przeprowadzona przez pierwotnego producenta lub przez jednostkę kompetentną.
Po stronie automatyzacji wolne wejścia i wyjścia, zdecentralizowane stacje I/O, kable rezerwowe, rezerwy w szafie sterowniczej oraz standardowe interfejsy komunikacyjne ułatwiają integrację dodatkowych czujników. Ważne są ponadto: wystarczające rezerwy prądowe, odpowiedni stopień ochrony, uwzględnienie wymagań ATEX oraz dostosowanie oprogramowania sterującego, granic alarmowych, receptur i dokumentacji wsadowej.
Najlepszą doposażalność zapewnia dalekowzroczne planowanie. Rezerwowe porty, wolne miejsca kołnierzowe, rury osłonowe, dodatkowe zasoby I/O i rezerwy miejsca na skidzie powinny być przewidziane już w projekcie podstawowym. Czujniki dają się wtedy zwykle ekonomicznie uzupełnić. Dla płaszczy grzewczych lub chłodzących obowiązuje natomiast: doposażenie jest technicznie możliwe, ale musi zawsze być zaplanowane, ocenione i udokumentowane jako zmiana konstrukcyjna aparatu procesowego.
Modułowość w instalacjach amixon®
Instalacje amixon® są projektowane specyficznie dla projektu, zgodnie ze specyfikacją wymagań użytkownika. Umożliwia to przewidzenie już na etapie planowania: przyłączy rezerwowych, dodatkowych punktów pomiarowych, wolnych zasobów automatyzacji i miejsca na późniejsze rozbudowy. Rzeczywista doposażalność zależy jednak zawsze od formy konstrukcyjnej, materiału, stopnia ciśnienia, projektu próżniowego, koncepcji higienicznej i istniejącej automatyzacji.
Dodatkowe czujniki są z reguły najłatwiejsze do doposażenia. Warunkiem są istniejące króćce procesowe, kołnierze ślepe, porty pomiarowe lub odpowiednie pozycje montażowe w rurociągach. Poprzez nie można rejestrować na przykład: temperaturę, ciśnienie, ciśnienie różnicowe, poziom napełnienia, wilgotność lub inne wielkości pomiarowe bliskie produktowi. W zastosowaniach higienicznych punkty pomiarowe muszą być wykonane w sposób przystosowany do czyszczenia, o niskiej liczbie stref martwych i dopasowany do danej koncepcji uszczelnień i materiałów.
Również automatyzacja może być przygotowana modułowo. Wolne wejścia i wyjścia, zdecentralizowane stacje I/O, kable rezerwowe i standardowe interfejsy komunikacyjne ułatwiają późniejsze włączenie dodatkowych czujników, agregatów dozujących lub urządzeń bezpieczeństwa. Po rozbudowie należy jednak dostosować oprogramowanie sterujące, granice alarmowe, receptury, dokumentację wsadową i w razie potrzeby dokumentację walidacyjną.
Płaszcze grzewcze i chłodzące
Płaszcze grzewcze lub chłodzące mogą być traktowane jako proste doposażenie tylko w ograniczonym zakresie. Przy VMT i AMT komora mieszania, a w zależności od wykonania również narzędzia mieszające, mogą być wykonane w wersji termostatowanej. Czy termostatowanie można dodać później, nie jest jednak standardowym pytaniem o modułowość, lecz zmianą techniczną aparatu.
Dla doposażenia trzeba sprawdzić między innymi: ścianę zbiornika, dopuszczalne ciśnienie, stabilność próżniową, rozszerzalność cieplną, spoiny, materiał, podpory, izolację, moc grzewczą lub chłodzącą oraz koncepcję regulacji. Jeśli istniejący zbiornik zostanie zmieniony poprzez płaszcz, wężownice półrurowe lub dodatkowe przyłącza, może to wpłynąć na pierwotny projekt urządzenia ciśnieniowego. Dlatego konieczna jest ocena przez producenta lub jednostkę kompetentną.
Funkcje rozszerzalne
W zależności od istniejącego wykonania podstawowego można na przykład uzupełnić: dodawanie cieczy, lance dozujące, dysze, rotory tnące, lance myjące, pobieranie próbek, organy wyładunkowe lub dodatkowe czujniki. Czy taki moduł można doposażyć, trzeba sprawdzić dla konkretnej maszyny. Decydujące są: sytuacja montażu mechanicznego, wykonanie higieniczne, moc elektryczna, ochrona przeciwwybuchowa oraz wpływ na zachowanie procesu.
Narzędzie mieszające lub rotor tnący mogą na przykład zmienić intensywność mieszania i deaglomerację. Taka rozbudowa wymaga więc nie tylko sprawdzenia wykonalności mechanicznej, ale również oceny procesowej z oryginalnym produktem.
Próby i dokumentacja
Przed doposażeniem należy sprawdzić, czy planowana rozbudowa przynosi pożądaną korzyść. Decydujące są przy tym: jakość mieszania, przebieg temperatury, ruch produktu, możliwość czyszczenia, opróżnianie, wprowadzanie energii i w razie potrzeby wilgotność resztkowa. Próby z oryginalnym produktem mogą stanowić podstawę doboru czujników, mocy termostatowania i parametrów procesu.
W zastosowaniach regulowanych należy ponadto ocenić wpływ na kwalifikację, walidację czyszczenia, oprogramowanie, dokumentację wsadową i integralność danych. Istotna zmiana urządzenia ciśnieniowego lub higienicznej instalacji procesowej może wymagać ponownej oceny technicznej i uzupełniającej dokumentacji.