Mitä on kalibrointi ja miten IIoT voi auttaa raporttien hallinnoimisessa?

Kalibrointia voidaan yksinkertaisesti kuvata prosessiksi, jossa kalibroitavan laitteen mitattua arvoa verrataan tunnetun ja suuren tarkkuuden vertailustandardiin. Se siis käytännössä määrittää, tuottaako laite hyväksyttävissä rajoissa olevia mittauksia.

Kalibrointi edellyttää erityisiä työkaluja ja mittalaitteita, jotka vaihtelevat kalibrointityypin mukaan. Yleisiä esimerkkejä ovat kalibraattorit, joilla on voimassa olevat kalibrointitodistukset, vakiolaitteet ja kalibrointilaitteet.

Kalibrointi on oleellista tarkan mittauksen varmistamiseksi. Mittalaitteet asennetaan erilaisiin teollisuusympäristöihin, joissa ne altistuvat haasteille, kuten hankaukselle, tärinälle, äkillisille lämpötilan muutoksille, ankarille olosuhteille ja mekaanisille iskuille. Nämä tekijät voivat vaikuttaa laitteen suorituskykyyn, jolloin kalibrointi on tarpeen tarkkuuden tarkistamiseksi ja tarvittaessa laitteen säätämiseksi sovelluksen edellyttämien vaatimusten mukaiseksi.

Tarkka kalibrointi vaikuttaa tuotantoprosesseihin positiivisesti varmistamalla luotettavat mittaukset. Se myös vähentää vaihtelua teknisten eritelmien sisällä, tukee ennaltaehkäisevää huoltoa ja takaa mittausten jäljitettävyyden.

Lisäksi nykyaikaiset älykkäät mittalaiteet – kuten Endress+Hauserin Heartbeat Technologylla varustetut – tarjoavat jatkuvaa terveystilatietoa ja selkeämmän kuvan laitteen kunnosta ja mittausten luotettavuudesta.

Kalibroinnin aikana kaikki mittaukset on tallennettava joko manuaalisesti tai automaattisen järjestelmän kautta. Valmistumisen jälkeen luodaan lopullinen asiakirja, joka tunnetaan nimellä kalibrointitodistus. Se sisältää kaikki toimenpiteen tekniset tiedot.

Tyypillisesti sertifikaatti sisältää vertailuja kalibroidun laitteen ja jäljitettävän vertailustandardin välillä. Siinä on myös oltava molempien laitteiden tekniset tiedot, menettelytiedot, kalibroinnin epävarmuus, kalibrointinumero ja valtuutetun henkilöstön allekirjoitukset.

Kaikki mittalaitteet voidaan kalibroida, jotta varmistetaan niiden oikea toimivuus ja niiden käytön edellyttämä tarkkuus. Vaikka kalibroinnin käsite pysyy yhtenäisenä, menettely vaihtelee kenttälaitteen tyypin mukaan.

Esimerkiksi painelähettimen kalibrointiin voi sisältyä kalibroidun omapainotesterin käyttäminen referenssinä paineen tuottamiseen. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää toista painelaitetta, jonka tarkkuus on suurempi kuin kalibroitavan laitteen.

Kaikkiin kalibrointistandardeihin on sisällyttävä voimassa oleva kalibrointitodistus, joka vahvistaa soveltuvien standardien noudattamisen kyseisellä alueella.

Kalibroinnissa verrataan testattavaa laitetta vertailustandardiin, tyypillisesti useissa mittausalueen pisteissä – yleensä 0 %, 25 %, 50 %, 75 % ja 100 %. Muita testipisteitä voidaan tarvittaessa sisällyttää, vaikka tämä voikin lisätä kustannuksia.

Käytetty viitestandardi riippuu laitteen tyypistä:

• Virtauslähettimet: Kalibrointi voi sisältää päälaitteen, vertailun painovaa'an kanssa tai mobiilin testauslaitteen kalibroinnin.
• Painelähettimet: Yleensä käytetään tarkempaa standardilaitetta, digitaalista kalibraattoria tai omapainotesteriä.
• Lämpötilalähettimet: Kalibroitua referenssiä, kuten elektronista lämpötila-anturisimulaattoria, käytetään.

Kalibrointimenettelyjä ohjaa toimintaohjeisto (SOP), jossa kuvataan jokainen vaihe. Kalibrointien välinen aika ei ole yleisesti määritelty, mutta se voidaan määrittää seuraavien tekijöiden perusteella:

• Laitteen tyyppi ja sovellus
• Valmistajan suositukset
• Trendianalyysi aikaisemmista kalibroinneista
• Laitteen historiatiedot
• Vertailu tehtaan vastaaviin laitteisiin
• Vaadittu mittaustarkkuus

Kalibrointi ymmärretään yleensä prosessiksi, jossa laitetta verrataan korkeamman ja tunnetun tarkkuuden vertailustandardiin. Tarvittaessa säätö suoritetaan kalibroinnin jälkeen vertailun yhteydessä havaittujen poikkeamien korjaamiseksi.

Kalibroinnin yhteydessä toimenpiteeseen kuuluu mittausalueen tarkistaminen vertailustandardiin verrattuna. Jos havaitaan hyväksyttävää rajaa suurempi virhe, laitetta on säädettävä.

Esimerkiksi painelähettimen säätäminen sisältää tyypillisesti nolla-alueen ja sitten vertailuarvon trimmauksen. Näitä parametreja voidaan muuttaa mekaanisilla tai ohjelmistoasetuksella laitteen iän ja valmistajan teknisten erittelyjen mukaan. Säädön jälkeen mittausalue on tarkistettava uudelleen standardin mukaan, jotta varmistetaan, että tarkkuus on vaadittujen rajojen sisällä.

Paikan päällä tehtävä kalibrointi on yleinen käytäntö teollisuusympäristöissä, erityisesti ennakoitujen tuotantoseisokkien yhteydessä, kun moni mittalaite edellyttää kalibrointia. Tällaisissa tapauksissa ulkopuoliset palveluntarjoajat ovat usein sitoutuneet kalibroimaan paine-, lämpötila- ja virtausmittauslaitteita.

Kenttäkalibrointi, mukaan lukien virtauksen kalibrointi, on yhä yleisempää. Monet yritykset käyttävät nyt mobiilikalibrointilaitteita näiden palvelujen paikan päällä suorittamiseen. Esimerkiksi Endress+Hauser tarjoaa kalibrointia paikan päällä ja käyttää edistyksellisiä mobiililaitteistoja ja sertifioituja ammattilaisia.

Paikan päällä tapahtuvan kalibroinnin etuja ovat mittalaitteiden kuljetustarpeen poistuminen, välittömät säädöt ja korjaukset sekä mittalaitteiden nopean vaihdon helpottaminen – kaikki tapahtuu pätevien asiantuntijoiden toimesta. Tämä toimintatapa vähentää seisokkeja ja varmistaa kalibrointistandardien noudattamisen.

Kalibrointitiheys riippuu useista tekijöistä, koska yleistä standardia ei ole. Parhaat käytännöt suosittelevat seuraavien seikkojen huomioimista kalibrointivälien määrittämisessä:

• Miten kriittinen mittaus on prosessin kannalta
• Laitokseen kohdistuvat laatujärjestelmän vaatimukset
• Säännönmukaisuus
• Valmistajan suositukset
• Tarkkuuden puutteesta aiheutuvan vian vaikutus
• Muut tekniset vaatimukset

Nämä tekijät auttavat laatimaan sopivan kalibrointiaikataulun, jota voidaan muuttaa tarpeen mukaan. Nykyaikaiset IIoT-ratkaisut yksinkertaistavat edelleen kalibroinnin suunnittelua ja suorittamista tarjoamalla helpon pääsyn laitetietoihin ja aikataulutyökaluihin.

Kalibroinnin epävarmuus viittaa kalibrointiprosessiin liittyvään epäilyn asteeseen. Siihen vaikuttavat eri tekijät, kuten asennusolosuhteet, vertailun jäljitettävyys ja ympäristömuuttujat. Jos kalibroinnin epävarmuus ylittää kalibroitavan laitteen toleranssin, kalibroinnin oikeellisuus on kyseenalaista.

Esimerkiksi kiinnitettävän virtausmittarin käyttäminen linjassa olevan laitteen kalibroimiseen voi johtaa kalibroinnin epävarmuuteen, joka on suurempi kuin asennetun mittarin toleranssi, mikä tekee prosessista tehottoman.

Testattava laite voi joko läpäistä tai hylätä kalibroinnin perustuen valmistajan määrittelemiin tai alkuperäisessä kalibrointitodistuksessa määriteltyihin toleranssirajoihin. Jos mitattu virhe ylittää toleranssirajan kalibroinnin aikana, kalibrointi katsotaan epäonnistuneeksi. Tällaisissa tapauksissa laite on säädettävä ja kalibroitava uudelleen. Jos kalibroidun laitteen ja vertailustandardin välinen ero on säädön jälkeen toleranssirajan sisällä, laite läpäisee kalibroinnin.

Kalibrointiasiakirjojen asianmukainen säilytys ja saatavuus ovat tärkeitä. Nykyaikaiset IIoT-palvelut, kuten Netilion Library, mahdollistaa kalibrointiraporttien, teknisten tietojen ja niihin liittyvien asiakirjojen keskitetyn pilvipohjaisen hallinnan kunkin laitetunnisteen alla. Tämä lähestymistapa varmistaa, että kaikki tiimin jäsenet voivat käyttää, jakaa ja päivittää tietoja tehokkaasti, mikä säästää aikaa kenttäverifioinnin yhteydessä tai kalibroinnin historiatietueita haettaessa.

Integroituina reunalaitteisiin IIoT-alustat voivat automaattisesti luoda digitaalisia kaksosia kaikista mittalaitteista, jolloin tiedostoihin on älypuhelimista, tableteilta ja kannettavilta tietokoneilta. Tämä helpottaa yhteistyötä ja varmistaa, että tekninen dokumentaatio ja kalibrointiraportit ovat aina saatavilla, mikä puolestaan parantaa tehokkuutta ja vaatimustenmukaisuutta.