Çimento, yem, un, granül, mineral veya yoğun katı parçacıklı malzemelerin bulunduğu proseslerde seviye kontrolü, sıvı tanklarına göre farklı zorluklar taşır. Malzeme tank içerisinde düz bir yüzey oluşturmayabilir; dolum sırasında yoğun toz meydana gelebilir, ürün sensör çevresinde birikebilir veya proses malzemesi zamanla yapışkan ve balçıklı bir yapıya dönüşebilir.
Bu nedenle silo ve bunkerlerde ihtiyaç çoğu zaman sürekli olarak “kaç metre ürün var?” bilgisinden önce daha basit fakat kritik bir sorudur:
Silo doldu mu, boşaldı mı veya malzeme belirlenen seviyeye ulaştı mı?
Kapasitif seviye şalterleri tam olarak bu noktasal kontrol için kullanılan teknolojilerden biridir. Endress+Hauser, kapasitif sensörlerini ince taneliden kaba taneliye kadar dökme katıların noktasal seviye kontrolünde konumlandırırken; VEGA da kapasitif sensörleri silo dolum kontrolü ve taşma korumasında kullanmaktadır.
Silonun Üstündeki Küçük Sinyal Büyük Bir Taşmayı Önleyebilir
Pnömatik dolum, helezon, konveyör veya elevatörle beslenen bir siloda ürün seviyesi yükselmeye devam ederken operatörün yalnızca görsel takibine güvenmek doğru bir proses yaklaşımı değildir.
Üst seviyeye konumlandırılan DX-ECAS 204, malzeme algılama bölgesine ulaştığında kontrol sistemine kontak bilgisi gönderecek şekilde kullanılabilir.
Proses mantığı örneğin şöyle kurulabilir:
Dolum Devrede → MAX Seviye Algılandı → Besleme Durduruldu → Yüksek Seviye Alarmı
Böylece silo ağzında taşma, filtre sistemine aşırı malzeme yüklenmesi veya taşıma hattında sıkışma gibi problemlerin önüne geçilmesine yardımcı olunur.
VEGA, kurutulmuş çamur granülünün depolandığı bir silo uygulamasında kapasitif seviye algılamayı doğrudan dolum kontrolü ve full-level sinyali için kullanmaktadır.
Kuru Malzeme Her Zaman Kolay Bir Malzeme Değildir
Tahıl, un, yem, çimento, mineral tozu ve plastik granül aynı davranışa sahip değildir.
Bazı ürünler çok hafif olabilir, bazıları aşındırıcıdır; bazıları ise nem aldığında yüzeylere yapışmaya başlar. Endress+Hauser’ın kapasitif Solicap serisi de bu nedenle ince taneli ve kaba taneli bulk solid uygulamalarına yönelik geliştirilmiş olup, ürün birikimi meydana gelebilen prosesler için build-up compensation gibi çözümler sunmaktadır.
Kapasitif prensibin avantajı, probun malzemeyle kaplanması sonucu oluşan elektriksel değişimi algılamasıdır. ENSİM DX-ECAS ailesinde de çalışma prensibi, prob ile çevresindeki ortam arasında meydana gelen kapasite/empedans değişiminin algılanarak röle çıkışına dönüştürülmesine dayanır.
Bu nedenle doğru kalibrasyon ve uygun montaj noktası, kuru madde proseslerinde sensör seçiminden en az sensörün kendisi kadar önemlidir.
Balçıklı ve Yapışan Proseslerde Asıl Sorun Birikmedir
Katı partikül içeren prosesler her zaman tamamen kuru değildir.
Çamur, yoğun süspansiyon, nemli mineral karışımları veya balçık benzeri ürünlerde malzeme sensör çevresinde tabaka oluşturabilir. Bu durumda prosesin gerçek seviyesini, prob üzerinde kalan üründen ayırmak gerekir.
Kapasitif teknoloji bu tip ortamlar için de kullanılabilmektedir. VEGA, kapasitif VEGAPOINT 24 modelini özellikle yüksek derecede yapışkan ve pastamsı ürünlerin seviye algılaması için geliştirdiğini ve yoğun birikim koşullarında algılama yapabildiğini belirtmektedir.
Bu, DX-ECAS 204 uygulamalarında da önemli bir mühendislik noktasını ortaya çıkarır: malzemenin nemi, dielektrik özelliği, yapışma davranışı ve prob üzerinde oluşturduğu birikim gerçek proses koşullarında değerlendirilmelidir.
Özellikle balçıklı proseslerde sensörün dolum ağzının hemen altına veya malzemenin doğrudan çarptığı bölgeye yerleştirilmemesi gerekir. VEGA’nın montaj dokümanlarında da yapışkan ürünlerde sensörün proses içine doğru konumlandırılması ve dolum akışının doğrudan sensöre geldiği noktalardan kaçınılması önerilmektedir.
Uzun Silolarda Halat Tip Yapı Nerede Avantaj Sağlar?
Yüksek silolarda kontrol noktası her zaman tank bağlantısına yakın değildir.
Üstten bağlantı yapıldığında sensörün algılama bölgesinin silonun daha aşağısındaki belirli bir noktaya ulaştırılması gerekebilir. Bu nedenle halat tipi kapasitif prob yapıları bulk-solid uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Endress+Hauser, halat problu kapasitif modellerini ağır ve tozlu dökme katıların MIN veya MAX seviye algılamasında kullanmaktadır.
Bu yaklaşım özellikle şu proses şemasında anlam kazanır:
Hammadde Besleme → Elevatör / Konveyör → Silo → Helezon / Besleyici → Üretim Hattı
Üst noktadaki sensör MAX doluluk sınırını, daha aşağıda oluşturulan seviye noktası ise minimum ürün rezervini kontrol etmek için kullanılabilir.
Böylece silo yalnızca bir depolama alanı değil, üretim hattının kontrollü bir tampon noktası haline gelir.
Tozlu Proseste Seviye Bilgisi Üretimin Bir Parçasıdır
Silolarda noktasal seviye kontrolünün gerçek değeri, yalnızca “dolu” veya “boş” lambası yakmak değildir.
MAX sinyali besleme konveyörünü durdurabilir. MIN sinyali operatöre yeni hammadde ihtiyacını bildirebilir. Kritik düşük seviye ise helezon veya sonraki proses ekipmanının malzemesiz çalışmasını önleyen bir interlock içerisinde değerlendirilebilir.
Kapasitif noktasal seviye teknolojisinin bulk-solid proseslerde yüksek ve düşük seviye kontrolü, taşma koruması ve proses otomasyonu için kullanılması hem VEGA hem de Endress+Hauser’ın güncel uygulamalarında yer almaktadır.
DX-ECAS 204, uygun proses konfigürasyonu ve doğru kalibrasyonla silo, kuru madde ve katı parçacıklı proseslerde malzemenin kritik seviyeye ulaştığını otomasyona aktaran bir kontrol noktası olarak kullanılabilir.
Çünkü silolarda asıl amaç malzemeyi yalnızca görmek değil; dolumu doğru zamanda durdurmak, üretime doğru zamanda beslemek ve prosesin malzeme nedeniyle durmasını önlemektir.