Wat is kalibratie en hoe kan IIoT helpen bij het beheren van rapporten?
Kalibratie is essentieel bij industriële automatisering en waarborgt dat meetinstrumenten nauwkeurige resultaten leveren. IIoT-platformen vereenvoudigen documentatie, bieden centrale toegang tot kalibratiegegevens en maken een efficiënte kalibratieplanning mogelijk.
In het kort
- Dit artikel verklaart de fundamenten van kalibratie, het belag ervan en het verschil tussen kalibratie en afstelling.
- Het accentueert ook hoe IIoT-oplossingen het beheer van kalibratierapporten vereenvoudigt.
- Een IIoT-ecosysteem kan de toegang tot documentatie centraliseren, quasi realtime-gegevens leveren en efficiënte kalibratieplanning of zelfs compliance tracking ondersteunen.
Wat is kalibratie?
Kalibratie kan eenvoudig worden beschreven als het proces van het vergelijken van de gemeten waarde van een instrument dat wordt gekalibreerd met een referentienorm van bekende en hoge nauwkeurigheid. In feite bepaalt deze of het instrument metingen binnen acceptabele grenzen levert.
Definitie van kalibratie
Het Internationaal Bureau voor Maten en Gewichten (BIPM) definieert kalibratie als een "bewerking die, onder opgegeven omstandigheden, in een eerste stap, een relatie instelt tussen de kwantiteitswaarden met meetonzekerheden geleverd door meetnormen en overeenkomende indicaties met bijbehorende meetonzekerheden (van het gekalibreerde instrument of secundaire norm) en, in een tweede stap, deze informatie gebruikt om een relatie in te stellen voor het verkrijgen van een meetresultaat van een indicatie."
Voor het uitvoeren van een kalibratie zijn specifieke tools en instrumenten nodig, die verschillen afhankelijk van het soort kalibratie. Bekende voorbeelden omvatten kalibrators met geldige kalibratiecertificaten, standaardinstrumenten en kalibratie-rigs.
Waarom is kalibratie belangrijk?
Kalibratie is essentieel om een nauwkeurige meting te waarborgen. Meetinstrumenten worden geïnstalleerd in diverse industriële omgevingen waar ze worden blootgesteld aan invloeden als slijtage, trillingen, plotselinge temperatuurveranderingen, extreme omstandigheden en mechanische schokken. Deze factoren kunnen van invloed zijn op de instrumentprestaties, waardoor kalibratie noodzakelijk is voor het controleren van de nauwkeurigheid en eventueel het afstellen van het instrument om te voldoen aan de toepassingsspecificaties.
Nauwkeurige kalibratie heeft een positief effect op productieprocessen als metingen betrouwbaar zijn. Kalibratie vermindert ook variatie binnen de technische specificaties, ondersteunt preventief onderhoud en garandeert meettraceerbaarheid.
Bovendien leveren moderne slimme instrumenten - zoals die met Heartbeat Technology van Endress+Hauser - continu toestandsinformatie, waardoor een beter beeld van de instrumenttoestand en meetbetrouwbaarheid wordt verkregen.
Wat moet u weten over het kalibratiecertificaat?
Tijdens de kalibratie moeten alle metingen worden opgenomen, het zij handmatig of via een geautomatiseerd systeem. Na voltooiing wordt een definitief document - het kalibratiecertificaat - aangemaakt, dat alle technische details van de procedure bevat.
Doorgaans bevat het certificaat vergelijkingen tussen het gekalibreerde instrument en de traceerbare referentienorm. Het moet ook technische specificaties van beide instrumenten bevatten alsmede procedurele gegevens, kalibratie-onzekerheid, kalibratienummer en de handtekeningen van bevoegd personeel.
Voor welke instrumenten is kalibratie nodig?
Alle meetinstrumenten kunnen worden gekalibreerd om een goede functionaliteit alsmede het vereiste nauwkeurigheidsniveau voor de toepassing te waarborgen. Hoewel het concept van kalibratie consistent blijft, varieert de procedure afhankelijk van het type procesinstrument.
Voor het kalibreren van bijvoorbeeld een druktransmitter kan het gebruik van een gekalibreerde drukbalans nodig zijn als referentie voor het genereren van druk. Als alternatief kan een ander drukinstrument met een hogere nauwkeurigheid dan het te kalibreren instrument worden gebruikt.
Alle kalibratiestandaarden moeten een geldig kalibratiecertificaat bevatten dat de naleving van geldende normen in het desbetreffende gebied bevestigt.
Hoe werkt kalibratie?
Bij kalibratie wordt het geteste instrument vergeleken met een referentienorm, doorgaans op meerdere punten van het meetbereik - meestal 0%, 25%, 50%, 75% en 100%. Aanvullende testpunten kunnen eventueel worden toegevoegd, hoewel de kosten hierdoor kunnen stijgen.
De gebruikte referentienorm is afhankelijk van het type instrument:
- Flowtransmitters: voor kalibratie kan een master-instrument, vergelijking met een weegschaal of mobiele testerkalibratie nodig zijn.
- Druktransmitters: doorgaans worden een standaardinstrument met hogere nauwkeurigheid, digitale kalibrator of drukbalans gebruikt.
- Temperatuurtransmitters: een gekalibreerde referentie zoals een elektronische temperatuursensorsimulator wordt gebruikt.
Kalibratieprocedures worden geleid door een standaard-werkinstructie (SOP) waarin elke stap wordt beschreven. Het interval tussen kalibraties is niet universeel gedefinieerd, maar kan worden bepaald op basis van factoren als:
- Instrumenttype en toepassing
- Aanbevelingen van de fabrikant
- Trendanalyse van voorgaande kalibraties
- Historische gegevens van het instrument
- Vergelijking met vergelijkbare instrumenten in de installatie
- Vereiste meetnauwkeurigheid
Verschil tussen kalibratie en afstelling
Onder kalibratie wordt doorgaans verstaan het proces van het vergelijken van een instrument met een referentienorm of een hogere en bekende nauwkeurigheid. Een eventuele afstelling volgt op kalibratie om afwijkingen te corrigeren die tijdens de vergelijking zijn geconstateerd.
Tijdens de kalibratie wordt het meetbereik geverifieerd ten opzichte van de referentienorm. Als een fout wordt gedetecteerd die de toelaatbare limiet overschrijdt, moet het instrument worden afgesteld.
Bijvoorbeeld bij het afstellen van een druktransmitter moet de nulwaarde en vervolgens de ijkwaarde worden afgesteld. Deze parameters kunnen worden aangepast via mechanische- of software-instellingen, afhankelijk van de ouderdom van het instrument en de fabrieksspecificaties. Na afstelling moet het meetbereik opnieuw worden gecontroleerd ten opzichte van de norm om te bevestigen dat de nauwkeurigheid binnen de vereiste grenzen ligt.
Wat is het voordeel van de on-site kalibratie?
On-site kalibratie wordt vaak toegepast in industriële omgevingen, met name tijdens geplande productiestilleggingen als meerdere instrumenten gekalibreerd moeten worden. In deze gevallen worden vaak externe serviceproviders ingeschakeld om druk-, temperatuur- en flowinstrumenten te kalibreren.
Proceskalibratie, inclusief flowkalibratie, wordt steeds gangbaarder. Veel bedrijven maken nu gebruik van mobiele kalibratie-rigs om deze diensten direct on-site te kunnen uitvoeren. Zo biedt Endress+Hauser bijvoorbeeld on-site kalibratie met geavanceerde mobiele rigs en gecertificeerde professionals.
De voordelen van on-site kalibratie zijn onder andere dat instrumenten niet vervoerd hoeven te worden, waardoor afstellingen en reparaties meteen kunnen worden uitgevoerd, en de mogelijkheid om instrumenten snel te vervangen - allemaal uitgevoerd door gekwalificeerde experts. Deze aanpak vermindert downtime en waarborgt naleving van de kalibratienormen.
Hoe vaak is kalibratie nodig?
De frequentie van kalibratie is afhankelijk van verschillende factoren, omdat hier geen universele norm voor is. Bij het bepalen van kalibratie-intervallen kan het beste worden uitgegaan van het volgende:
- Delicaatheid van de meting voor het proces
- Kwaliteitssysteemeisen van de installatie
- Naleving van regelgeving
- Aanbevelingen van de fabrikant
- Gevolgen van fouten door te geringe nauwkeurigheid
- Overige technische eisen
Deze factoren helpen bij het samenstellen van een geschikt kalibratieschema, dat naar behoefte kan worden gewijzigd. Moderne IIoT-oplossingen vereenvoudigen de kalibratieplanning en uitvoering verder, doordat ze eenvoudig toegang geven tot instrumentgegevens en planningstools.
Wat is kalibratie-onzekerheid?
Kalibratie-onzekerheid heeft betrekking op de mate van twijfel over het kalibratieproces en wordt beïnvloed door factoren als installatie-omstandigheden, referentietraceerbaarheid en omgevingsvariabelen. Indien kalibratie-onzekerheid groter is dan de tolerantie van het te kalibreren instrument, is de geldigheid van de kalibratie twijfelachtig.
Het gebruik van een clamp-on flowmeter voor het kalibreren van een inline-instrument kan bijvoorbeeld resulteren in een kalibratie-onzekerheid groter dan de tolerantie van de geïnstalleerde meter, waardoor het proces niet effectief is.
Wat moet u weten over goed/fout-kalibratie?
Bij een instrument dat wordt getest kan de kalibratie goed of fout zijn op basis van de toleratiegrenzen, die worden bepaald door de fabrikant of specificeerd in het eerste-kalibratiecertificaat. Als tijdens de kalibratie de gemeten fout buiten de tolerantie ligt, wordt de kalibratie als fout beschouwd. In dergelijke gevallen moet het instrument worden afgesteld en opnieuw worden gekalibreerd. Als het verschil tussen het gekalibreerde instrument en de referentienorm na afstelling binnen de tolerantie ligt, is de kalibratie van het instrument goed.
Het beheren van kalibratierapporten met IIoT
Een juiste opslag en toegankelijkheid van kalibratiedocumenten is essentieel. Moderne IIoT-diensten, zoals Netilion Library, maken een centraal cloud-based beheer van kalibratierapporten, technische gegevens en bijbehorende documentatie onder elke instrument-tag mogelijk. Deze aanpak waarborgt dat alle teamleden informatie efficiënt kunnen bereiken, delen en bijwerken, wat tijd bespaart tijdens procesverificatie of bij het oproepen van historische ijkdossiers.
Bij integratie in edge devices kunnen IIoT-platformen automatisch digitale tweelingen van alle instrumenten aanmaken, waardoor bestanden toegankelijk zijn vanaf smartphones, tablets en laptops. Dit vereenvoudigt samenwerking en waarborgt dat technische documentatie en kalibratierapporten altijd beschikbaar zijn, wat de efficiëntie en naleving verbetert.
