Лучшие способы устранения неполадок в контурах автоматизации и управления процессами

Специалисты по КИП и автоматизации постоянно сталкиваются с задачей поддерживать работу контуров КИП и ввода-вывода с максимальной эффективностью, используя при этом как можно меньше времени.

Когда в 2007 году компания Fluke впервые выпустила токоизмерительные клещи на 771 миллиампер (мА), технические специалисты обнаружили, что измерение тока контура без разрыва цепи позволяет сэкономить много времени. Теперь новые модели 772 и 773 могут сэкономить еще больше времени. Благодаря функциям калибратора контура, эти более продвинутые инструменты позволяют техническим специалистам устранять неполадки на месте.

Отслеживание проблем контура управления
Первый признак проблемы контура управления часто исходит от оператора:«Я думаю, что у нас неисправный клапан» или «этот контур не реагирует так, как раньше». В любом случае это сигнал техника начать устранение неполадок.

Первым шагом является измерение сигнала 4–20 мА либо путем разрыва цепи, подключенной последовательно с помощью цифрового мультиметра (DMM), либо с помощью токоизмерительных клещей, таких как Fluke 771, и проверки значения тока в цепи. Если измеренный ток контура не соответствует ожидаемому, существует три вероятных причины:обрыв / отсоединение / короткое замыкание проводов, плохой источник питания контура или неисправные приборы.

Если с проводами проблем не обнаружено, используйте цифровой мультиметр (или токоизмерительные клещи 773) для проверки источника питания контура. Если источник питания не показывает выходного сигнала, используйте функцию питания контура 24 В измерителя, чтобы заменить ее; если цикл работает правильно, источник проблемы очевиден.

Если и проводка, и источник питания исправны, пора проверить передатчик. Если у вас есть калибратор контура, калибратор процесса или многофункциональный измерительный прибор, используйте его режим моделирования мА, чтобы заменить преобразователь. Если цикл работает так, как было запрошено, проблема заключается в передатчике; если нет, то где-то в другом месте.

Если есть подозрение на конечный элемент управления (позиционер клапана и т. Д.), Используйте режим источника / имитации мА на Fluke 772/3, чтобы подать на него сигнал, наблюдая за реакцией местного индикатора.

Цикл неисправности
Если проблема не в мертвой петле, а в неточной, вероятные причины включают неисправную карту ввода-вывода на ПЛК или DCS или неисправный конечный элемент управления (ввод / вывод на позиционере клапана и т. Д.). Обычно лучше всего начать с полевой проверки передатчика, местного или удаленного индикатора или конечного элемента управления.

В качестве конечного элемента управления используйте токоизмерительные клещи для измерения тока контура и сравнения значения с местным индикатором положения на клапане или другом конечном элементе управления. Передайте эту информацию оператору для проверки результатов.

В случае измерительного контура используйте токоизмерительные клещи для измерения тока контура, затем уточните у оператора, насколько хорошо значение, указанное на панели управления, согласуется с фактическим током контура. Это позволит быстро проверить карту ввода-вывода ПЛК или DCS, которая обрабатывает этот конкретный цикл. Также можно использовать режим источника / имитации мА измерителя для отправки известного сигнала в диспетчерскую. Как и раньше, сравните значение, считываемое оператором, с фактическим током в контуре.

Некоторые контуры показывают случайные колебания или периодические неисправности, которые, как правило, не возникают, пока техник наблюдает. Решением здесь является использование токоизмерительных клещей с масштабируемым мА-выходом. В этом режиме измеритель измеряет ток в контуре без разрыва цепи и выдает идентичный и изолированный выход мА. Подайте этот вывод на цифровой мультиметр с функцией регистрации; позволяя цифровому мультиметру записывать с течением времени, любые помехи будут записаны.

Полевые проверки и ввод завода в эксплуатацию
Начните с использования накладного измерителя тока контура, такого как Fluke 771, чтобы проверить ток в каждом контуре за считанные секунды, ничего не отключая. Если контур не работает, многофункциональные клещи также могут быстро выполнить диагностику. Если в некоторых шлейфах нет тока, перейдите к классическому поиску неисправностей:проверьте проводку, источник питания и платы ввода-вывода системы управления (с помощью измерителя для подачи сигнала на ввод-вывод, затем свяжитесь с оператором. спросить, что он видит). Если оператор соглашается с тем, что отправляется, то может быть что-то не так с передатчиком - либо сам передатчик, либо, если это новая установка, возможно, неверное подключение входа датчика к передатчику.

Проверка плат ввода-вывода DCS и ПЛК
Токоизмерительные клещи для измерения мА можно использовать в качестве точного источника сигнала для проверки работы плат ввода / вывода на программируемых логических контроллерах (ПЛК) и распределенных системах управления технологическим процессом (РСУ). Для входных плат 4-20 мА отключите технологический контур и используйте режим источника мА измерителя для подачи известного значения сигнала (4,0 мА для нуля, 12 мА для 50 процентов - с использованием функции шага 25 процентов измерителя и 20,0 мА для 100 процентов) и сравните его со значением, отображаемым на дисплее оператора. Платы ввода напряжения (от 1 до 5 В или от 0 до 10 В) проверяются аналогичным образом с использованием функции источника напряжения измерителя.

Проверка позиционера клапана
Токоизмерительные клещи Milliamp могут использоваться для периодических проверок электронных позиционеров клапанов в полевых условиях в рамках программ профилактического обслуживания. Принимая во внимание инструкции производителя, выполняйте быстрые рабочие проверки, используя Fluke 772/3 в качестве источника сигнала, наблюдая за положением штока клапана, механическими индикаторами положения или индикаторами расхода по мере внесения изменений на входе.

Митч Стюарт, менеджер по обслуживанию на местах для L2 Systems, рассказывает об использовании выходного сигнала 4-20 мА токовых клещей для открытия и закрытия регулирующего клапана, когда выходной сигнал процесса от ПЛК не работает.

«Мы отключили выход ПЛК на регулирующем клапане, подключили (счетчик) к регулирующему клапану и запустили его в режим открытия и закрытия, чтобы убедиться, что I / P на клапане работает правильно», - объясняет он.

Общий метод состоит в том, чтобы установить измеритель в режим источника / имитации 4-20 мА и подключить его к входным клеммам позиционера клапана. Установите измеритель на выход 4 мА и дождитесь стабилизации позиционера; затем изменяйте ток с небольшими приращениями от 4,0 мА до примерно 3,9 мА, при этом ощупывая шток клапана свободной рукой, чтобы проверить наличие каких-либо признаков движения. Отрегулируйте нулевое перемещение между этими двумя текущими настройками, используя настройку нуля на позиционере.

Затем увеличивайте и уменьшайте ток с 4 мА до примерно 4,1 мА. Убедитесь, что шток клапана только начинает движение выше значения ~ 4,1 мА и полностью закрывается при 4 мА. Интервал можно проверить аналогичным образом, установив измеритель на 20 мА, ~ 19,9 мА и ~ 20,1 мА, а линейность можно проверить с помощью функции шага 25 процентов измерителя.

Проверка изоляторов контура
Чтобы проверить изолятор контура, подайте на устройство входной сигнал мА и измерьте его выходной сигнал 4–20 мА с помощью функции измерения тока фиксации. Эту двухканальную функцию одновременного измерения / измерения в 773 также можно использовать для клапанов, которые сообщают о своем положении с использованием 4–20 мА.

Проверка VFD
Частотно-регулируемые приводы (VFD) используются для привода двигателей, нагнетателей и вентиляторов в технологических процессах, а также в конвейерных системах и станках. Управляющие входы обычно представляют собой напряжение (от 1 В до 5 В или от 0 В до 10 В) или ток (от 4 мА до 20 мА). Токоизмерительные клещи для измерения тока мА могут подавать сигнал для имитации нормального входа, пока технический специалист наблюдает за результатом.

Быстрая калибровка
Сегодняшние токоизмерительные клещи для измерения тока не классифицируются как калибраторы контура, но имеют точность 0,2% и могут использоваться для быстрой проверки калибровки, сокращая при этом количество необходимых инструментов.

Например, для проверки технологического преобразователя на стенде обычно требуется (помимо насоса и отдельного эталона давления) источник питания контура и прибор для считывания выходного сигнала преобразователя 4–20 мА. Но с помощью современных токоизмерительных клещей, измеряющих ток, можно одновременно подавать питание на датчик и считывать выходной сигнал.

«Эта крошечная штука позволяет вам выполнять эту функцию без необходимости тянуть за собой отдельный источник питания», - говорит Пол Джусак, инженер по техническому обслуживанию компании Puget Sound Energy.

Резюме
Современные токоизмерительные клещи для измерения тока могут сэкономить специалистам по КИПиА и автоматике много времени при поиске и устранении неисправностей, поскольку они могут заменить ряд отдельных приборов. Технику больше не нужно тратить 15 минут на то, чтобы вернуться в магазин за инструментом, потому что один инструмент, который он берет с собой, будет выполнять все необходимые функции.

И, добавляет Джусак, «вместо двух инструментов в сумке у вас теперь есть один инструмент для выполнения всех калибровок контура 4–20 мА и поиска и устранения неисправностей. На мой взгляд, это очень удобно ».

Эта статья предоставлена ​​Fluke Corporation. Для получения дополнительной информации посетите http://us.fluke.com.