Проблемы с прибором
Несмотря на продолжающиеся достижения в области измерительной техники, инструментарий контроля за обратной связью по- прежнему является технической проблемой. Сегодняшние датчики, безусловно, более сложны, чем когда-либо прежде, и технология fieldbus значительно упростила многие проблемы с установкой.
Выбор неправильного датчика как ошибка № 1 в приборостроении (на фото: измерение высокотемпературного расхода для контроля Coker, кредит: flexim.com)
Тем не менее, многое еще может пойти не так с проектом инструментария.
Выбор неправильного датчика
Несоответствие технологии //
Хотя обычно очевидно, какое количество необходимо измерять в приложении потока, температуры или контроля давления, не всегда очевидно, какой расходомер, датчик температуры или манометр лучше всего подходят для работы.
Магнитный расходомер Yokogawa, тип ADMAG CA (фото: palmindustrial.com)
Несоответствие между чувствительной технологией и измеряемым материалом может привести к искаженным измерениям и строгому снижению контроля.
Это особенно актуально при измерении расхода. Все расходомеры предназначены для измерения скорости, с которой газ или жидкость проходит через конкретный участок трубы, но не все расходомеры могут измерять все потоки. Например, магнитный расходомер или магнетизм может обнаруживать поток электропроводящих материалов с помощью магнитной индукции.
Непроводящие жидкости, такие как чистая вода, будут проходить через обнаруженный магметром. Магметры также не могут отличить пузырьки воздуха от жидкости в трубе.
В результате, магнетик всегда будет давать искусственно высокое значение, когда пузырьки проходят, потому что он не может ощутить уменьшение объема жидкости, вызванное наличием пузырьков. В контуре обратной связи это событие приведет к тому, что контроллер будет дросселировать скорость потока больше, чем необходимо, не позволяя требуемому объему жидкости достичь процесса ниже по потоку.
Проблема становится еще хуже, если труба настолько наполнена воздухом, что она частично заполнена жидкостью, что называется открытым каналом.
Хотя последние технологические новшества позволяют некоторым магнетирам работать в такой сложной среде, механические датчики, такие как турбины, дают искусственно высокие показания, так как струйка жидкости будет перемещать механизм счетчика так же, как поток полной трубы, движущийся с одинаковой скоростью.
Датчик температуры (фото: ABB)
С другой стороны, механические датчики не подвержены влиянию проводимости жидкости, поэтому они иногда работают там, где не срабатывают магнетики.
Измерение рН
Еще более сложной задачей является измерение рН в каустической жидкости, такой как суспензии, обнаруженные на бумажных фабриках. Универсальный рН-зонд, изготовленный из корродирующих материалов, может не только генерировать неточные данные, он может умереть в целом, иногда в течение нескольких дней. Некоторые пробники, такие как предлагаемые ABB и другими производителями, специально разработаны для таких сложных условий.
Они могут удваивать, утроивать и даже увеличивать срок службы зонда во многих приложениях.
Хитрость заключается в том, чтобы найти нужную технологию для приложения или выбрать инструменты, которые охватывают более широкий спектр решений. Например, новые цифровые технологии позволяют некоторым расходомерам решать многие проблемы потока, чем их предшественники.
Поставщики приборов могут помочь избежать ошибки несоответствия технологии. Лучшие вендорцы тренируют своих продавцов, чтобы помочь с выбором датчиков и предоставить клиентам простые в использовании руководства по выбору. Некоторые даже предлагают обширные справочные таблицы на основе номера продукта, приложений и серийных номеров прошлых установок - особенно полезная услуга при замене старых продуктов.
Поиск всех правильных частей также может быть проблемой. Для некоторых приборов требуются специальные корпуса, монтажное оборудование и передатчики для передачи данных датчика контроллеру.
Правильный поставщик может сделать все возможное, предоставив всю сборку под одним номером каталога. Например, когда речь заходит о температурном оборудовании, затраты на обучение и затраты на покупку снижаются, когда поставщик предлагает совместимые датчики и передатчики вместе в качестве пакета.
Оплачивая слишком много (или слишком мало)
Правильный выбор датчика также зависит от балансировки стоимости от производительности. Когда есть выбор одинаково эффективных технологий, правильный выбор, как правило, самый дешевый, который выполняет свою работу. Прибор для измерения температуры является классическим примером.
Измерение и регулирование расхода, давления, уровня, температуры (фото: ICCE)
Двумя доминирующими технологиями являются:
- Датчики температуры сопротивления (RTD) и
- Термопары
Выбирайте между RTD и термопарами
RTD состоит из металлической пластины или стержня, через который проходит ток. Сопротивление, которое текущие столкновения меняются, зависит от температуры металла.
Термопара состоит из двух несхожих металлических проволок, соединенных вместе на одном конце. Напряжение между несвязанными концами изменяется в зависимости от температуры соединения. Оба выходных напряжения могут быть электронным образом интерпретированы, чтобы указать температуру окружающей среды.
Диаграмма температурного датчика сопротивления (RTD) (фото: tutco.com)
Термопары, как правило, дешевле, хотя и менее точны, чем RTD. Если приложение не требует особого контроля температуры, недорогая термопара и хорошо настроенная петля ПИД должны делать трюк.
Но для процессов, которые будут работать только при очень специфических температурах, было бы ошибкой не платить за большую точность, которую дает RTD.
Диаграмма термопар (фото кредит: tutco.com)
Стоимость утилизации партии готовых или выжженных продуктов в конечном итоге приведет к экономии затрат на оборудование. Быстрый датчик также может стоить дополнительных затрат.
Если процесс требует быстрой последовательности циклов нагрева и охлаждения, датчик температуры должен иметь возможность генерировать показания, прежде чем слишком поздно использовать их. Несмотря на их более дешевую родословную, термопары имеют тенденцию реагировать быстрее, чем RTD, поэтому, если скорость является единственной важной проблемой производительности, выберите термопару.
Ссылка // Четыре самые большие ошибки в инструментах - ABB Control Engineering