Betere manieren om problemen met automatisering en procescontrolekringen op te lossen

Instrument- en automatiseringstechnici worden voortdurend uitgedaagd om instrumentatielussen en I/O zo efficiënt mogelijk te laten werken, terwijl ze er zo min mogelijk tijd voor gebruiken.

Toen Fluke in 2007 de stroomtang van 771 milliampère (mA) voor het eerst op de markt bracht, ontdekten technici dat het meten van lusstroom zonder het circuit te onderbreken, veel tijd bespaarde. Nu kunnen de nieuwe 772 en 773 modellen nog meer tijd besparen. Door de functies van een luskalibrator te integreren, stellen deze meer geavanceerde tools technici in staat om ter plaatse problemen op te lossen.

Problemen met regelkringen opsporen
De eerste indicatie van een regellusprobleem komt vaak van de operator:"Ik denk dat we een slechte klep hebben" of "deze lus reageert niet meer zoals vroeger." In beide gevallen is dit het signaal van de technicus om te beginnen met het oplossen van problemen.

De eerste stap is het meten van het 4-20 mA-signaal, ofwel door de lus die in serie is verbonden met een digitale multimeter (DMM) te verbreken, ofwel door een mA-stroomtang zoals de Fluke 771 te gebruiken en de lusstroomwaarde te verifiëren. Als de gemeten lusstroom niet is zoals verwacht, zijn er drie waarschijnlijke oorzaken:gebroken/losgekoppelde/kortgesloten draden, een slechte lusvoeding of defecte instrumentatie.

Als er geen probleem wordt gevonden in de draden, gebruik dan een DMM (of de 773 stroomtang) om de lusvoeding te controleren. Als de voeding geen output toont, gebruik dan de 24-volt lusstroomfunctie van de meter om deze te vervangen; als de lus dan goed werkt, is de oorzaak van het probleem duidelijk.

Als de bedrading en de voeding allebei uitvallen, is het tijd om de zender te controleren. Als u een luskalibrator, proceskalibrator of multifunctionele stroomtang hebt, gebruikt u de mA-simulatiemodus ter vervanging van de zender. Als de lus presteert zoals gevraagd, ligt het probleem bij de zender; zo niet, dan is het ergens anders.

Als een laatste bedieningselement (klepstandsteller, enz.) wordt vermoed, gebruik dan de mA-bron/simulatiemodus op de Fluke 772/3 om er een signaal in te voeren terwijl u naar de lokale indicator kijkt voor een reactie.

Loop storingen
Als het probleem geen dode maar onnauwkeurige lus is, zijn de waarschijnlijke mogelijkheden een slechte I/O-kaart op de PLC of DCS, of een slecht definitief regelelement (I/P op een klepstandsteller, enz.). Het is meestal het beste om te beginnen met een veldcontrole van de zender, de lokale of externe indicator of het laatste bedieningselement.

Gebruik voor een laatste bedieningselement een stroomtang om de lusstroom te meten en vergelijk de waarde met de lokale positie-indicator op de klep of een ander laatste bedieningselement. Geef die informatie door aan de operator om de bevindingen te verifiëren.

In het geval van een meetlus, gebruikt u de stroomtang om de lusstroom te meten en controleert u vervolgens met de operator hoe goed de op het bedieningspaneel aangegeven waarde overeenkomt met de werkelijke lusstroom. Dit geeft een snelle controle van de PLC of DCS I/O-kaart die die specifieke lus afhandelt. Het is ook mogelijk om de mA-bron/simulatiemodus van de meter te gebruiken om een ​​bekend signaal naar de controlekamer te sturen. Vergelijk zoals eerder de waarde zoals gelezen door de operator met de werkelijke stroom in de lus.

Sommige lussen vertonen willekeurige fluctuaties of intermitterende fouten die meestal niet optreden terwijl een technicus toekijkt. De oplossing hier is het gebruik van een stroomtang met een geschaalde mA-uitgang. In deze modus meet de meter de stroom in de lus zonder het circuit te onderbreken en produceert een identieke en geïsoleerde mA-uitgang. Feed die output naar een DMM met een logfunctie; door de DMM in de loop van de tijd te laten opnemen, wordt elke storing geregistreerd.

Veldcontroles en inbedrijfstelling van de fabriek
Begin met het gebruik van een stroomtang met stroomtang, zoals de Fluke 771, om elke lus binnen enkele seconden op stroom te controleren, zonder iets los te koppelen. Als een lus niet werkt, kan een multifunctionele stroomtang ook snel diagnosewerk maken. Als er op sommige lussen geen stroom staat, ga dan verder met de klassieke probleemoplossing:controleer de bedrading, de voeding en de I/O-kaarten van het besturingssysteem (gebruik de meter om een ​​signaal in de I/O te injecteren en neem vervolgens contact op met de operator om te vragen wat hij ziet). Als de operator het eens is met wat er wordt verzonden, is er mogelijk iets mis met de zender:de zender zelf of, als dit een nieuwe installatie is, misschien een verkeerde bedrading van de sensoringang naar de zender.

DCS- en PLC I/O-kaarten controleren
De mA-processtroomtang kan worden gebruikt als een nauwkeurige signaalbron om de werking van invoer-/uitvoerkaarten op programmeerbare logische controllers (PLC's) en gedistribueerde procesbesturingssystemen (DCS's) te controleren. Koppel voor 4-20 mA-ingangskaarten de proceslus los en gebruik de mA-bronmodus van de meter om een ​​bekende signaalwaarde toe te voeren (4,0 mA voor nul, 12 mA voor 50 procent – ​​met gebruik van de 25 procent stapfunctie van de meter en 20,0 mA voor 100 procent) en vergelijk deze met de waarde op de uitlezing van de operator. Spanningsingangskaarten (1 V tot 5 V of 0 V tot 10 V) worden op een vergelijkbare manier gecontroleerd met behulp van de spanningsbronfunctie van de meter.

Een klepstandsteller controleren
Milliampère stroomtangen kunnen worden gebruikt voor periodieke controles ter plaatse van elektronische klepstandstellers als onderdeel van preventieve onderhoudsprogramma's. Houd rekening met fabrikantspecifieke instructies en voer snelle operationele controles uit met de Fluke 772/3 als signaalbron terwijl u de klepsteelpositie, mechanische positie-indicatoren of stroomindicatoren observeert wanneer invoerwijzigingen worden aangebracht.

Mitch Stewart, Field Service Manager voor L2 Systems, vertelt over het gebruik van de 4-20 sourcing-output van een mA-processtroomtang om een ​​regelklep open en dicht te sturen wanneer de procesoutput van de PLC niet werkte.

"We hebben de uitgang van de PLC bij de regelklep losgekoppeld en de (meter) aangesloten op de regelklep en hebben deze open en dicht gedraaid om te controleren of de I/P op de klep correct werkte", legt hij uit.

De algemene methode is om de meter in de 4-20 mA bron/simulatiemodus te zetten en deze aan te sluiten op de ingangsklemmen van de klepstandsteller. Stel de meter in op een output van 4 mA en wacht tot de klepstandsteller tot rust is gekomen; Varieer vervolgens de stroom in kleine stappen tussen 4,0 mA en ongeveer 3,9 mA, terwijl u met uw vrije hand aan de klepsteel voelt om te controleren op tekenen van beweging. Stel af voor nulbeweging tussen deze twee huidige instellingen met behulp van de nulafstelling op de klepstandsteller.

Verhoog en verlaag vervolgens de stroom van 4 mA tot ongeveer 4,1 mA. Zorg ervoor dat de klepsteel net begint te bewegen boven de instelling van ~ 4,1 mA en volledig gesloten is bij 4 mA. Het bereik kan op dezelfde manier worden gecontroleerd door de meter in te stellen op 20 mA, ~19,9 mA en ~20,1 mA, en de lineariteit kan worden gecontroleerd met behulp van de 25 procent stappenfunctie van de meter.

Klusisolatoren controleren
Om een ​​lusisolator te controleren, past u een mA-ingangssignaal toe op het apparaat en meet u de 4-20 mA-uitgang met behulp van de stroomtang-meetfunctie. Deze tweekanaals gelijktijdige bron-/meetfunctie in de 773 kan ook worden gebruikt voor kleppen die hun positie melden met 4-20 mA.

VFD's controleren
Frequentieomvormers (VFD's) worden gebruikt om motoren, blowers en ventilatoren aan te drijven in procestoepassingen, evenals in transportsystemen en werktuigmachines. Besturingsingangen zijn over het algemeen spanning (1 V tot 5 V of 0 V tot 10 V) of stroom (4 mA tot 20 mA). Een mA-processtroomtang kan een signaal invoeren om een ​​normale invoer te simuleren terwijl de technicus het resultaat observeert.

Snelle kalibratie
Hoewel ze niet zijn geclassificeerd als luskalibrators, hebben de huidige mA-processtroomtangen een nauwkeurigheid van 0,2 procent en kunnen ze worden gebruikt voor snelle kalibratiecontroles, terwijl het aantal benodigde instrumenten wordt verminderd.

Bijvoorbeeld, het controleren van een procestransmitter op de bank vereist normaal gesproken (afgezien van een pomp en aparte drukstandaard) een lusvoeding en een instrument om de 4-20 mA-uitgang van de transmitter te lezen. Maar met de huidige mA-processtroomtangen is het mogelijk om zowel de transmitter van stroom te voorzien als de output te lezen.

"Met dit kleine ding kun je die functie uitvoeren zonder dat je een aparte voeding hoeft te slepen", zegt Paul Jusak, onderhoudstechnicus, Puget Sound Energy.

Samenvatting
De huidige mA-processtroomtangen kunnen instrumentatie- en automatiseringstechnici veel tijd besparen bij het oplossen van problemen, omdat ze een aantal afzonderlijke instrumenten kunnen vervangen. De technicus hoeft niet langer 15 minuten terug te gaan naar de winkel om een ​​instrument te halen, want het enige instrument dat hij meeneemt, zal alle noodzakelijke functies vervullen.

En, voegt Jusak toe, “In plaats van twee tools in je tas, heb je nu één tool in je tas voor het uitvoeren van alle 4-20 mA-luskalibraties en probleemoplossing. Dat is voor mij erg handig.”

Dit artikel is geleverd door Fluke Corporation. Ga voor meer informatie naar http://us.fluke.com.