Четыре датчика «Poors», которых следует избегать
Вообще говоря, существует четыре «Poors», которые могут привести к неправильной установке измерительных датчиков:
Установка датчиков неверно как ошибка № 2 в инструменте (фото: polycontrols.com)
- Плохое размещение
- Плохое управление
- Плохая защита
- Плохое заземление
Ниже описаны каждый из вышеперечисленных «poors» датчиков и, кстати,
,
прочитали ли вы, что такое ошибка № 1 в промышленном приборостроении?
1. Размещение датчиков
Лучший датчик может дать неутешительные результаты, если он установлен неправильно. Магметры, например, имеют тенденцию генерировать шумные сигналы, если поток, который они измеряют, является турбулентным. Изгибы, перемычки и клапаны в трубе могут вызвать турбулентность, поэтому магмметры лучше всего работают, когда они устанавливаются в секции прямой трубы.
Датчики температуры также чувствительны к размещению. Даже очень точный RTD, заправленный в угол смесительной камеры, сможет только обнаруживать температуру его непосредственной близости. Если смешивание материала в камере является неполным, то местная температура может или не может представлять температуру материала в другом месте в камере.
Локальные проблемы с температурой - это классическая ошибка, которую часто при изготовлении домашних терморегуляторов часто приходят домашние подрядчики по отоплению.
Высокотемпературное измерение (на фото: TSP300-W с Energy Harvester - первый автономный датчик температуры WirelessHART, кредит: ABB)
Место установки ближе всего к печи может быть удобно для проводки, но если это место находится в коридоре или другом мертвом воздушном пространстве, термостат не сможет определить среднюю температуру в другом месте дома. Он сможет поддерживать желаемую температуру в непосредственной близости от нее. Остальная часть дома может закончиться обжигом или замораживанием.
Вернуться к 'Poors' ↑
2. Производительность контроллера // Плохое управление
Плохое управление также возникает, когда датчик установлен слишком далеко от соответствующего исполнительного механизма. Далекий датчик не может измерить влияние последнего хода привода на время для того, чтобы контроллер принял обоснованное решение о том, что делать дальше.
Процесс сплющивания горячей стали
Например, рассмотрим процесс сплющивания горячей стали в однородные листы с помощью двух противоположных роликов (см. Рис. 1 выше). Датчик толщины ниже по потоку от роликов измеряет лист и заставляет контроллер применять более или менее давление для компенсации любой толщины вне спецификации.
Плохое размещение датчика
Рисунок 1 // В этом примере прокатки стали D - расстояние между стальными роликами и толщиномером ниже по потоку. Если D слишком велико, контроллер будет слишком долго исправлять ошибки толщины и может даже ухудшить ситуацию, становясь нетерпеливым.
В идеальном случае датчик толщины должен располагаться рядом с роликами, чтобы свести к минимуму время между изменением давления ролика и полученным изменением в измерении толщины. В противном случае контроллер не сможет обнаружить ошибки, которые он мог сделать достаточно быстро, чтобы еще больше толщины или тонкости даже большего количества листа.
Хуже того, заметное мертвое время между действиями контроллера и последними последствиями для стали может привести к тому, что контроллер станет нетерпеливым. Он не увидит никаких результатов от начального перемещения управления, поэтому он будет делать другое и другое, пока некоторые изменения не начнут появляться в измерениях, сообщаемых датчиком.
К тому времени совокупные усилия контроллера будут уже перекомпенсированы для исходной ошибки, что приведет к ошибке в противоположном направлении.
Результатом будет постоянный ряд поворотов вверх и вниз в давлении ролика и много стали, разрушенной боковыми рифлениями.
Разумеется, общие соображения производительности процесса не ограничиваются тем, насколько хорошо датчик передает данные контроллеру во время работы. Другие факторы, которые следует учитывать, включают простоту установки и время, затрачиваемое на процесс выбора, настройку процедур и любое трудоемкое обслуживание. К счастью, некоторые производители приборов проектируют свои датчики для решения таких задач, тем самым повышая производительность, прежде чем система даже выйдет в интернет.
Слева: электромагнитный расходомер Parti-MAG на трубе сброса воды; Справа: Sensyflow FMT500-IG, измеряющий активирующий воздух в водопроводной установке
Например, ABB предлагает вихревой расходомер, который значительно снижает потребность в установке специальных устройств верхнего и нижнего уровня для точного измерения потока через трубу.
Вернуться к 'Poors' ↑
3. Плохая защита
Стальная мельница также является классическим примером суровой среды, которая может разрушить неадекватно защищенные датчики. К счастью, опасности, связанные с производственным процессом, как правило, очевидны и часто могут быть преодолены путем установки экрана или выбора прочного инструмента.
Однако часто игнорируются последствия погоды. Наружные инструменты могут сильно избивать дождь, снег, град и падающий лед. Со временем наружные инструменты могут медленно срабатывать, если они не находятся в соответствующих корпусах.
Но даже сами корпуса могут вызвать проблемы для закрытых приборов, особенно датчиков температуры. Если RTD или термопары установлены на том же куске металла, который поддерживает корпус, корпус будет работать как радиатор, когда температура окружающей среды будет достаточно низкой. Он будет стремиться выводить тепло из датчика и искусственно понижать его показания.
Эффект теплоотвода также будет уменьшать преимущества любого внутреннего тепла, которое было применено для предотвращения замораживания инструмента.
Плохой монтаж
Рисунок 2 // Даже ориентация инструмента может повлиять на его производительность. Здесь датчик заключен в корпус, предназначенный для рассеивания тепла, которое он генерирует. Ребра должны быть установлены вертикально, чтобы обеспечить утечку теплого воздуха.
И наоборот, если корпус оснащен ребрами, предназначенными для вытягивания тепла из закрытого датчика в теплую погоду, ребра должны быть установлены вертикально. В противном случае теплый воздух вокруг ребер не сможет подняться над корпусом (см. Рисунок 2 выше).
Вернуться к 'Poors' ↑
4. Контуры заземления // Плохое заземление
Хотя обычно рекомендуется изолировать датчик от термодинамических эффектов его окружения, абсолютно необходимо установить электрическую изоляцию. Наиболее распространенные электрические проблемы из-за плохой установки - это контуры заземления.
Плохое заземление
Рисунок 3 // Приборы должны быть заземлены, чтобы обеспечить опорное напряжение для сигналов данных, которые они порождают. Опираясь на землю, это опасно, поскольку не все земли имеют одинаковый электрический потенциал. Результирующие токи будут мешать сигналам датчиков.
Контуры заземления возникают, когда посторонний ток течет через измерительную проводку между двумя точками, которые должны находиться на одинаковом напряжении, но не являются (см. Рис. 3). Полученные электрические помехи могут вызвать случайные колебания в выходе датчиков и могут даже повредить сами датчики.
Как следует из названия, контуры заземления чаще всего возникают, когда приборы и их кабели заземлены неправильно или вообще отсутствуют.
Интересно, что лучший способ изолировать приборы завода от токов контура заземления - это объединить их вместе в одной точке заземления.
Если это невозможно, сетка точек заземления должна быть разбросана по всей установке, следя за тем, чтобы все точки на сетке имели одинаковый электрический потенциал. Небезопасные соединения и неадекватные провода могут вызвать дисбаланс напряжения в сетке и контурах заземления между подключенными к нему приборами.
Вернуться к 'Poors' ↑
Ссылка // Четыре самые большие ошибки в инструментах - ABB Control Engineering