Termokupl kopmasını doğru tespit etme: Emerson Ovation ve Woodward kontrol sistemlerinde üst ve alt ölçek stratejisi

Açık Devre Bir Termokupl Neden Sıfır Yerine Gürültü Okur?

Termokupllar kısa devre olmaktan çok daha sık açık devre olur. Tesis çalışanları buna kopma der. Tehlike sinsi olabilir. Tam bir devresi olmayan yüksek empedanslı bir giriş, çevredeki elektriksel gürültüyü toplar. Enerji hatları, motorlar ve değişken frekans sürücüleri bunun tümünü yayar. Bu nedenle kopmuş bir termokupl sabit bir değer göstermez. Büyük dalgalanmalar gösteren bir sıcaklık okur. Bir gaz türbinindeki egzoz gazı termokuplunun birkaç saniye içinde 620 ila 950 santigrat derece arasında dalgalandığını gördüm. Bu dalgalanma, bir türbin hız kontrol cihazında aşırı sıcaklık limitini tetikledi ve makinenin yükünü kaldırdı. Ancak tek arıza termokuplun kendisiydi. Kopma algılama tam olarak bu tür bir durumu önlemek için vardır.

Bias Direnci Tanımlı Bir Arızayı Nasıl Oluşturur?

Kopma algılama, genellikle megaohm aralığında olan yüksek değerli bir direnci termokupl girişine paralel bağlar. Normal çalışma sırasında termokupl devresi direnci şöntler; bu nedenle bias akımının ölçülebilir bir etkisi olmaz. Eklem açıldığında direnç yolu baskın hâle gelir. Giriş daha sonra yapılandırmaya bağlı olarak tanımlı bir uç değere, yani üst ölçeğe veya alt ölçeğe sürülür. Üst ölçek, okumanın aralığın üst sınırına doğru hızla ilerlemesi demektir. Alt ölçek ise okumanın alt sınıra doğru çökmesi demektir. Seçim bir tercih değil, güvenlik kararıdır. Önce sensör arızasında kontrol sisteminin ne yapması gerektiğini sorun. Fırın sıcaklığı korumasında üst ölçek, yüksek sıcaklıkta güvenli kapanmayı zorlar. Besi suyu sıcaklığı göstergesinde ise alt ölçek, hatalı tetiklemeleri önler. Bu nedenle yönü seçmeden önce her çevrimin arıza felsefesini gözden geçirin. Ayrıca bir çevrimdeki ayarı başka bir çevrimden kopyalayıp kullanmayın.

• Adım 1: Her termokupl çevrimini ve rolünü listeleyin: kontrol, koruma veya yalnızca gösterge.
• Adım 2: Her çevrim için güvenli yönü işletme ve proses mühendisliği ekipleriyle tanımlayın.
• Adım 3: Kopma yönünü sistem varsayılanına göre değil, kanal bazında yapılandırın.
• Adım 4: Arızanın hemen bildirilmesi için kanalda kalite düşük alarmı ayarlayın.

Emerson Ovation'da Kopma Algılamayı Nasıl Yapılandırırsınız?

Emerson Ovation giriş kartları termokupl teşhislerini yerel olarak yönetir. Özel TC ve analog giriş modülleri, açık devre, kısa devre ve aralık dışı koşullar için farklı kalite durumları bildirir. Önce nokta oluşturucuda her nokta için bırakma durumunu yapılandırın. Seçenekler genellikle analog değeri üst ölçeğe veya alt ölçeğe sürmeyi ya da kötü kalite durumuyla son değeri korumayı içerir. Koruma noktalarında değeri güvenli yöne sürün ve kalite biti üzerinden alarm oluşturun. İkinci olarak soğuk eklem kompanzasyonu (CJC) referansını kontrol edin. Arızalı bir CJC sensörü, karttaki tüm okumaları onlarca derece kaydırır. Bu, ani bir arıza yerine yavaş bir proses sürüklenmesi gibi görünür. Bu nedenle devreye alma sırasında proses sıcaklıklarıyla birlikte CJC değerini de trendleyin. Son olarak, kanal başına açık devre sayaçlarını okumak için Ovation teşhis ekranlarını kullanın. Titreşim sırasında aralıklı açılmalar kaydeden bir kanal, yanmış bir eklemden çok termovül veya konnektör sorununa işaret eder.

• Adım 1: Nokta kaydını açın ve her TC noktası için kopma veya bırakma yapılandırmasını doğrulayın.
• Adım 2: Kalite alarmının yalnızca bakım kayıtlarına değil, operatör alarm listesine de yönlendirildiğini doğrulayın.
• Adım 3: CJC referans sıcaklığını trendleyin ve ortam koşullarıyla beklenen değerleri karşılaştırın.
• Adım 4: Sensörleri değiştirmeden önce aralıklı açık devre olayları için kanal teşhis sayaçlarını gözden geçirin.

Woodward Kontrollerinde Türbin EGT Korumasının Gerçek Durumu Nedir?

Türbinlerde egzoz gazı sıcaklığı (EGT) koruması özel dikkat gerektirir. Woodward MicroNet gibi sistemler EGT termokupllarını yüksek hızlarda tarar ve çoklu kanallar üzerinden oylama yapar. Üst ölçek kopma ayarına sahip tek bir açık EGT probu, ortalamayı hatalı bir aşırı sıcaklık olayına doğru çekebilir. Bu nedenle EGT ortalama alma mantığını, kopma veya kötü kalite olarak işaretlenen kanalları dâhil etmek yerine dışlayacak şekilde yapılandırın. Ayrıca birçok tesis EGT verilerini Modbus TCP (502 numaralı port) veya RS-485 üzerinden Modbus RTU ile 9600 ila 19200 bit/sn hızlarında geçmiş veri sistemlerine iletir. Kötü kalite bayrağının gerçekten iletildiğini doğrulayın; çünkü geçmiş veri sistemindeki donmuş veya uç bir değer, trend tabanlı bakım kararlarını bozar. Ancak koruma için iletişim yoluna güvenmeyin. Koruma, açma mantığıyla aynı taramada kontrol cihazının içinde bulunmalıdır. Son olarak proses hızının izin verdiği yerlerde HART veya Foundation Fieldbus sıcaklık transmiterlerini tercih edin. Akıllı transmiterler, değer kontrol cihazına ulaşmadan önce açık eleman teşhislerini doğrudan bildirir.

• Adım 1: EGT ortalama alma işleminin açık veya kötü kaliteli olarak işaretlenen kanalları dışladığını doğrulayın.
• Adım 2: Devreye alma sırasında klemens şeridinde bir iletkeni kaldırarak bir kanalı sahada test edin.
• Adım 3: Operatör ekranının yalnızca hesaplanan ortalamayı değil, sensör arızasını da gösterdiğini doğrulayın.
• Adım 4: Modbus ile eşlenen EGT değerlerinin kalite bayrakları veya eşlik eden durum kayıtları taşıdığını kontrol edin.

Sonuç ve Uygulama Önerileri

Kopma algılama, rastgele bir gürültü antenini öngörülebilir ve alarmlı bir arızaya dönüştürür. Önce her termokupl noktasını denetleyin ve kopma yönünün çevrimin güvenlik felsefesiyle uyumlu olduğunu doğrulayın. İkinci olarak kalite alarmlarının operatörlere ulaştığını doğrulayın; çünkü sessiz bir üst ölçek değeri tuzaktır. Ayrıca konnektör ve termovül sorunlarını erken yakalamak için CJC referanslarını ve kanal teşhislerini trendleyin. Ancak algılamanın koruma olmadığını unutmayın. Ortalama alma ve oylama mantığı, arızalı kanalları bilinçli olarak dışlamalıdır. Bu nedenle her çalıştırmadan önce kopma davranışını iletkenleri tek tek kaldırarak fiziksel olarak test edin. Son olarak, mümkün olduğunda kritik noktaları akıllı transmiterlere taşıyın. En iyi kopma tepkisi, hangi sensörün ve ne zaman arızalandığını da bildiren tepkidir.

Yazar: Xu Jianguo, PLC, DCS ve kontrol sistemlerinde 10 yılı aşkın deneyime sahip bir endüstriyel otomasyon mühendisidir.