Pareiza termopāra izdegšanas noteikšana: mērogošanas uz augšu un uz leju stratēģija Emerson Ovation un Woodward vadības sistēmās

Kāpēc atvērts termopāris rāda troksni, nevis nulli?

Termopāri pārtrūkst biežāk, nekā notiek to īsslēgums. Rūpnīcu darbinieki to sauc par pārdegšanu. Apdraudējums ir grūti pamanāms. Augstas impedances ieeja bez noslēgtas ķēdes uztver apkārtējos elektriskos traucējumus. Tos izstaro elektropārvades līnijas, motori un mainīgas frekvences piedziņas. Tāpēc pārdedzis termopāris nerāda fiksētu vērtību. Tas rāda strauji svārstīgu temperatūru. Es redzēju, kā gāzes turbīnas izplūdes gāzu termopāra rādījums dažu sekunžu laikā svārstījās no 620 līdz 950 grādiem pēc Celsija. Šīs svārstības iedarbināja pārmērīgas temperatūras ierobežojumu turbīnas ātruma regulatorā un atslogoja iekārtu. Tomēr vienīgā kļūme bija pats termopāris. Pārdegšanas noteikšana pastāv tieši tādēļ, lai novērstu šādas situācijas.

Kā nobīdes rezistors rada definētu atteices stāvokli?

Pārdegšanas noteikšanai termopāra ieejai paralēli pieslēdz lielas vērtības rezistoru, parasti megaomu diapazonā. Normālas darbības laikā termopāra ķēde rezistoru šuntē, tāpēc nobīdes strāvai nav izmērāmas ietekmes. Kad savienojums pārtrūkst, dominē rezistora ceļš. Tad ieeja tiek novirzīta uz noteiktu galējo vērtību — uz augšu vai uz leju — atkarībā no konfigurācijas. Novirze uz augšu nozīmē, ka rādījums strauji tuvojas diapazona augšējai robežai. Novirze uz leju nozīmē, ka tas samazinās līdz apakšējai robežai. Izvēle ir drošības lēmums, nevis gaumes jautājums. Vispirms noskaidrojiet, kā sistēmai jārīkojas sensora atteices gadījumā. Krāsns temperatūras aizsardzībā novirze uz augšu izraisa drošu izslēgšanos pie augstas temperatūras. Barošanas ūdens temperatūras indikācijā novirze uz leju novērš viltus nostrādes. Tāpēc pirms virziena izvēles pārskatiet katras cilpas atteices darbības principu. Turklāt nekad neizvēlieties virzienu, akli pārkopējot citas cilpas iestatījumus.

• 1. darbība: Uzskaitiet katru termopāra cilpu un tās funkciju: vadība, aizsardzība vai tikai indikācija.
• 2. darbība: Kopā ar ekspluatācijas un tehnoloģiskā procesa inženieriem nosakiet drošo virzienu katrai cilpai.
• 3. darbība: Konfigurējiet pārdegšanas virzienu katram kanālam atsevišķi, nevis kā visas sistēmas noklusējuma iestatījumu.
• 4. darbība: Iestatiet kanāla sliktas kvalitātes trauksmi, lai atteice tiktu nekavējoties paziņota.

Kā konfigurēt pārdegšanu Emerson Ovation sistēmā?

Emerson Ovation ieejas kartes termopāru diagnostiku nodrošina iebūvēti. Specializētie TC un analogo ieeju moduļi atsevišķi ziņo par pārtrauktas ķēdes, īsslēguma un ārpus diapazona stāvokļiem. Vispirms punktu konfigurēšanas rīkā iestatiet katra punkta izkrišanas stāvokli. Parasti iespējams izvēlēties analogās vērtības novirzīšanu uz augšu, novirzīšanu uz leju vai pēdējās vērtības saglabāšanu ar sliktas kvalitātes statusu. Aizsardzības punktiem novirziet vērtību drošajā virzienā un aktivizējiet trauksmi pēc kvalitātes bita. Otrkārt, pārbaudiet aukstā savienojuma kompensācijas (CJC) atsauci. Bojāts CJC sensors var nobīdīt visus kartes rādījumus par desmitiem grādu. Tas izskatās pēc lēnas procesa novirzes, nevis pēkšņas atteices. Tāpēc nodošanas ekspluatācijā laikā reģistrējiet CJC vērtību kopā ar procesa temperatūrām. Visbeidzot, izmantojiet Ovation diagnostikas displejus, lai nolasītu pārtrauktas ķēdes gadījumu skaitu katrā kanālā. Ja kanāls vibrācijas laikā reģistrē periodiskus pārtraukumus, problēma, visticamāk, ir termolādē vai savienotājā, nevis pārdegušā savienojumā.

• 1. darbība: Atveriet punkta ierakstu un pārbaudiet pārdegšanas jeb izkrišanas konfigurāciju katram TC punktam.
• 2. darbība: Pārliecinieties, ka kvalitātes trauksme tiek nosūtīta operatora trauksmju sarakstam, nevis tikai apkopes žurnāliem.
• 3. darbība: Reģistrējiet CJC atsauces temperatūru un salīdziniet to ar apkārtējās vides paredzamo temperatūru.
• 4. darbība: Pirms sensoru nomaiņas pārskatiet kanālu diagnostikas skaitītājus, lai identificētu periodiskus pārtraukumus.

Kāda ir turbīnas EGT aizsardzības realitāte Woodward vadības sistēmās?

Turbīnu izplūdes gāzu temperatūras (EGT) aizsardzībai nepieciešama īpaša uzmanība. Tādas sistēmas kā Woodward MicroNet regulatori ar augstu frekvenci aptaujā EGT termopārus un veic balsošanu starp vairākiem kanāliem. Viens pārtrūcis EGT zonde ar pārdegšanas novirzi uz augšu var novirzīt vidējo vērtību pret viltus pārmērīgas temperatūras notikumu. Tāpēc EGT vidējošanas loģikai jāizslēdz kanāli ar sliktas kvalitātes statusu, nevis jāiekļauj to pārdegšanas galējās vērtības. Turklāt daudzas rūpnīcas nosūta EGT datus uz vēstures datu sistēmām, izmantojot Modbus TCP (ports 502) vai Modbus RTU pa RS-485 ar ātrumu no 9600 līdz 19200 bitiem sekundē. Pārbaudiet, vai sliktas kvalitātes karodziņš faktiski tiek pārraidīts, jo fiksēta vai galēja vērtība vēstures datu sistēmā var sagrozīt uz tendenču analīzi balstītus apkopes lēmumus. Tomēr aizsardzībai nepaļaujieties uz sakaru ceļu. Aizsardzībai jādarbojas regulatorā tajā pašā skenēšanas ciklā, kurā tiek izpildīta atslēgšanas loģika. Visbeidzot, ja procesa ātrums to pieļauj, dodiet priekšroku HART vai Foundation Fieldbus temperatūras pārveidotājiem. Viedie pārveidotāji ziņo par pārrauta elementa diagnostiku tieši, vēl pirms vērtība sasniedz regulatoru.

• 1. darbība: Pārbaudiet, vai EGT vidējošana izslēdz kanālus, kas atzīmēti kā pārtraukti vai ar sliktu kvalitāti.
• 2. darbība: Nodošanas ekspluatācijā laikā pārbaudiet vienu kanālu, atvienojot vienu vadu spaiļu blokā.
• 3. darbība: Pārliecinieties, ka operatora displejā tiek parādīta sensora atteice, nevis tikai aprēķinātā vidējā vērtība.
• 4. darbība: Pārbaudiet, vai Modbus kartētajām EGT vērtībām ir kvalitātes karodziņi vai saistīti statusa reģistri.

Secinājumi un ieteikumi rīcībai

Pārdegšanas noteikšana pārvērš nejaušu trokšņu antenu par prognozējamu atteici, kas aktivizē trauksmi. Vispirms pārbaudiet katru termopāra punktu un pārliecinieties, ka tā pārdegšanas virziens atbilst cilpas drošības principam. Otrkārt, pārbaudiet, vai kvalitātes trauksmes sasniedz operatorus, jo klusa novirze uz augšu ir bīstams slazds. Turklāt reģistrējiet CJC atsauces un kanālu diagnostiku, lai savlaicīgi atklātu savienotāju un termolāžu problēmas. Tomēr atcerieties, ka noteikšana nav aizsardzība. Vidējošanas un balsošanas loģikai apzināti jāizslēdz bojātie kanāli. Tāpēc pirms katras iedarbināšanas fiziski pārbaudiet pārdegšanas darbību, pārbaudot vadus pa vienam. Visbeidzot, ja iespējams, kritiskos punktus pārveidojiet uz viedajiem pārveidotājiem. Labākā reakcija uz pārdegšanu ir tāda, kas arī norāda, kurš sensors un kad ir atteicies.

Autors: Sju Dzjan-guo ir rūpnieciskās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PLC, DCS un vadības sistēmās.