クローズドループデバイスで共通センサーとポンプのエラーをトラブルシューティングする方法

センサーとポンプの重要な役割をクローズドループ制御で理解

クローズドループ制御システムは、化学的ドージングと水処理から環境チャンバー規制と食品処理までのプロセスを管理し、現代の産業オートメーションの重要な骨組みです。これらのシステムは、センサーとポンプ間の精密で無停電な対話に依存します。センサーレポートは、圧力、温度、フロー、およびレベルなどのリアルタイムプロセス変数を報告し、ポンプは、設定ポイントに一致する流量を調整します。コンポーネントが故障した場合、段階的なドリフト、遮断、電気的故障、または機械的負荷が故障するかどうかは、プロセスの信頼性を低下させ、プロセスのプロセスを低減します。

一般的なセンサーの誤差モードと症状

クローズドループのセンサーは、コントローラーが解釈できる電気信号に物理的現象をトランスレートする責任があります。センサーは故障に免疫がない - 典型的なエラーモードは、漂流、騒音、デッドバンド、オープンサーキット条件、およびフルスケールオフセットを含みます。環境汚染、電気的干渉、または通常の摩耗が、ファーストステップは、高速で正確な回復に向かっています。

ドリフト

ドリフトは、多くの場合、真のプロセス値から出力されたセンサーの微妙なシフトです。症状は、設定ポイントとプロセス変数の間のゆっくりと増加する偏差、一般的には、除去されたオフセットとして傾向チャートで表示されています。一般的な原因は、参照要素の老化(例えば、熱電対、緊張ゲージ)、熱循環が口径測定を変え、またはセンシング要素の化学的攻撃を変化させる。ドリフトは、特に、それが通常のアラームが発生した前に、任意の時間の流れをトリガーすることができます。

騒音かエラスティックの出力

センサー信号の急速な、任意変動はプロセス安定性のために頻繁に間違いです。症状はコントローラーの出力ハンティング(ポンプか弁の急速な循環)、警報はオンおよびオフに明滅し、そして矛盾するデータロギングをです。根は器械間の悪いケーブルの保護、地上のループ、センサーの土台ポイントの振動、またはさざ波を導入する失敗した送信機の電源を含んでいます。良質のデジタルmultimeter (DMM)はRMSと実質の騒音の機能を区別できます。

吸うか、または死んだ出力

センサーがプロセス変更に関係なく固定値を読み込むとき、それはスタックされると言います。これは、多くの場合、壊れたケーブル、圧力センサー、腐食されたコネクタ、または内部の電子機器の故障で重度のダイヤフラムによって引き起こされます。多くのPLCは、現在のループが4 mA未満に低下したときに、この条件を「壊れたワイヤー」または「開いたループ」アラームにフラグを立てます。ループキャリブレータを使用してクイックチェックは、センサーまたは配線が故障しているかどうかを確認することができます。

フルスケールオフセット

センサーは、キャリブレーションオフセットを識別する、例えば、常に5 psiの範囲全体にわたって一定のエラーを読み取ります。これは、通常、温度変化や老化によるゼロのドリフトによるものです。多くの現代のスマート送信機は、リモートゼロとスパンの調整を可能にしますが、メーカーの手順に従って、追加のエラーを導入することを避けることが重要です。

あらゆる技術者が、電圧および電流ループチェック(4～20mA)の信頼性の高いデジタルマルチメータ(DMM)、スマートデバイスのインターロギングのためのHARTコミュニケーター、および圧力校正器や、直感検証用の乾式ブロック温度ソースなどのセンサー固有のキャリブレータを含むべきである診断ツール。センサー信号の調整の詳細については、 ]を参照してください。国立インスツルメンツ測定基本シリーズを参照してください。

センサーの系統的トラブルシューティング

センサーエラーが出た場合、懲戒プロセスの後に不要な交換や無駄な時間を防ぎます。

[ アラームを検証します。 PLC またはコントローラーの生の値を確認してください。故障(例えば、「センサー故障」)やソフトエラー(例:「プロセス値高」)ですか? 秒単位のインジケータやハンドヘルドゲージを使用して手動測定と比較します。
物理的条件を点検します。腐食、ひび割れたハウジング、緩いまたはぬれたコネクター、過熱または影響の徴候を探します。感知の先端に特別な注意を払って下さい: ブロックされた圧力港か上塗を施してある光学窓は偽の読書を引き起こします。
[チェック配線とループ電源[] - センサーターミナルで電圧を測定します。 4〜20 mAループの場合、電源が24 VDC(または必要な電圧)の電源を確実に提供します。壊れたワイヤ、緩いターミナルネジ、または逆の偏光を探します。ループキャリブレータを使用して、固定電流(例えば、12 mA)をシミュレートし、コントローラ読み取りマッチを確認します。
センサー出力をローカル - コントローラからセンサーを切断し、既知のメーターを接続します。既知の刺激を適用します。圧力、RTD温度、またはpHのための精密抵抗、または校正されたガスのためのデッド体重テスター。出力が許容範囲内で予想値に一致しない場合、センサーは欠陥があります。
[] センサー[の校正またはゼロ - 多くのセンサーは、ゼロトリムまたはフルスケール調整を持っています。認定基準を使用して2点校正を実行します。トレンド分析値の前と後を文書化します。
環境ファクター(:1])を評価します。 - センサーは湿気、腐食性ガス、または定格範囲を超えて極端な温度にさらされていますか? 必要に応じて保護シールドを再配置またはインストールします。例えば、蒸気線の圧力送信機は、温度を低下させるためにsiphonを必要とするかもしれません。
[] 必要[] の場合、センサーが刺激試験に失敗するか、再較正できない場合は、同じモデルと範囲で置き換えてください。短絡や人身の怪我を避けるために交換する前に、ループを常に電源を下げます。

特定の送信機モデルのディープなガイダンスでは、]]のエマーソン測定計測機器リソースライブラリ[]は、包括的な診断チャートを提供しています。

一般的なポンプのエラーと、その内容を診断する方法

クローズドループシステム内のポンプは、一貫したフローとヘッド圧力を配信しなければなりません。一般的に、起動、キャビテーションノイズ、プライムの損失、またはコントローラーを混同する流発振の失敗として現れるエラー。ポンプの種類 - 遠心式、ダイヤフラム、蠕動性、またはギアポンプ - は、原因の根本原因を絞り込むために重要です。

始動またはモーター回転無しに失敗して下さい

[電気的原因:]]トリップドレーカ、ブローヒューズ、失敗した始動機の接触器、またはバーンアウトモーター巻上げ。モーターの熱積み過ぎをチェックしてください。トリップされたら、過電流(遮断、セアジドシャフト、または電圧不均衡)の原因を冷やして調査するのを待ちます。地面に風防風抵抗をテストするためにメガーを使用してください。
機械的原因:]] 脱油によるセダライズされたベアリングまたはインペラ。カップリングのレンチを使用して手動でシャフトを回転させる試み。それがオンにしない場合、ポンプは分解が必要です。

キャビテーション:騒音、振動、低い流れ

キャビテーションは吸引圧力が液体の蒸気圧力の下の低下によって激しく崩壊する蒸気泡を形作るとき起こります。症状は、ラトリングまたは重ねのような音、顕著な振動および流れ率の低下を含んでいます。解決は吸引圧力(上昇タンクレベル、十分に開いた吸引弁、きれいな吸引のこし器)を増加し、VFDによってポンプ速度を減らすか、または後押しポンプを取付けます。キャビテーションは即刻の羽根管制器をです。従って必要とすれば、すぐには要します。

プライム(遠心ポンプ)の損失

ドライを実行する遠心ポンプは、吸引力を作成する能力を失います。モーターは実行しますが、流体が動くことはありません。吸引ラインが洪水されているかどうか、吸引フランジやシャフトシールにエアリークがあるかどうか、フットバルブまたはチェックバルブが保持されているかどうかを確認してください。製造業者の指示に従って再優先的に、多くの場合、プライミングポットを使用して、または直接給油をケーシングに注ぐ。自動プライミングシステムのために、プライミングシステムが動作していることを確認します。

シールリークと外部ドリップ

メカニカルシールは、最終的にはポンプハウジングから漏れる流体につながる。小さなドリップは一時的に許容することができますが、安定したストリームは、著しい故障を示します。ポンプメーカーからキットを使用してシールを交換します。常にシャフトのアライメントとカップリング条件をチェックして、早期シール摩耗を避けます。二重メカニカルシールの場合、バリアの流体圧力が正しいことを確認します。

流出の振動か不安定な制御

ポンプがセットポイントの対応する変化なしで上下に急速に傾斜する場合、問題は制御ループに横たわるかもしれません: 微妙に調整されたPIDコントローラー、粘液制御弁、または再充電を必要とする脈動のダンパー。または、ポンプは、そのシャットオフヘッドの近くで動作するかもしれません。バックプレッシャーバルブをインストールするか、または操作が不安定な領域で一貫してある場合はインペラーをトリムします。別の一般的なバルブは、またはクロートバルブを強制的にチェックすることができます。逆流または逆流制御弁が、または逆止弁を防止することができます。

遠心ポンプと正変ポンプを覆う詳細なトラブルシューティングチャートについては、 [] テクニカルサポートページ] をターゲットに誘導します。

統合診断:クローズドループの視点

センサー障害はポンプ障害と逆の逆を模倣し、技術者がコストの悪いパスをダウンすることができます。例えば、クロージド吸引ストレーナーはフローを削減します。下流フローセンサーは低流を観察するため、コントローラーはポンプをスピードアップするように指示します。ポンプは速度を上げますが、制限は、モーターが過熱を引き起こします。技術者は、モータを過熱にチェックすることなく交換するかもしれません。複数のセンサーから読み込むたびに:圧力とフローセンサーの両方が、誤った場合、ポンプが、誤った衝撃を制限するのではなく、ポンプが、ポンプを制限するの欠損するの発生を検知します。

もう一つの一般的な相互作用: 圧力送信機が高読みます, 従って、コントローラはポンプをバック. ポンプは、低速で実行します, しかし、実際の圧力は正常です. システムが、傷表示されます. ポンプの設定を調整する前に、手動ゲージでセンサーの精度を検証. このロジックは、温度ループに等しく適用します, レベルループ, 誤った組成測定. ローカルゲージまたは温度計を使用してのポイント接続チェックは、診断に対する安価な保険です.

PLCデータとトレンドを用いた高度な診断

現代のコントローラーは、時間をかけてプロセス値を記録し、診断データが豊富に含まれています。障害直前に記録された傾向を調べることによって、根本原因を識別することができます。流れの急なスパイクはポンプトリップの後に、ブロックが明確にされたことを示唆し、再び妨害します。周囲温度ポイントの変化と相関するグラデーションドリフトは、周囲温度ポイントを不十分な温度補償に関連付けます。可変的なアラームの設定による条件監視を実施します。例えば、インペラが検出されると、または、またはインパクション速度が増加する可能性があります。

[ プロセス計測のためのISA規格は、センサーを選択して校正するガイドラインを提供し、診断値を最大化します。

エラーを最小限に抑える予防メンテナンス

センサーとポンプの故障(MTBF)の両故障時間を延長する積極的なメンテナンス。設備の重要性、デューティサイクル、メーカーの推奨事項に基づいて、包括的な計画を開発する。

センサー予防保守チェックリスト

Weekly:]] 湿気、ほこり、または損傷のためのセンサーハウジングを視覚的に検査します。すべてのケーブル腺がタイトで、その水路シールが不正確なことを確認します。
月間:[]] 記録の未加工プロセス値と利用可能な場合の参照規格と比較して下さい。必要に応じて、きれいな感知要素を洗い流します。フラッシュpHプローブ、光学窓を拭き、圧力ポートを洗い流します。
Quarterly:]] は、認証基準を使用して、すべての重要なセンサーでゼロとスパンの校正を実行します。腐食性雰囲気からセンサーを保護するパージシステムにdesiccantフィルタを交換します。
異常:] センサーを完全な口径測定の証明のための証明された実験室に送りますまたは製造業者が取り替え周期を推薦すれば取り替えます。RTDsおよび熱電対のために、ワイヤー抵抗の変更のための点検。

ポンプ予防保守チェックリスト

毎日:]]異常な騒音、振動、漏れをチェックします。ポンプが乾燥した状態で動作しないと、吸水が遮断されていないことを確認してください。
Weekly:]]差圧がメーカーの限界を超えた場合は、吸引ストレーナーを検査し、交換します。スケジュールごとの潤滑ベアリング(グリース潤滑)と軸受ハウジングの油レベルをチェックします。
[]月間:[]]モーター電流を測定し、ベースラインと比較します。カップリングアライメントとボルトトルクをチェックします。メガーを使用して地面に抵抗を風化テストモーター。
異常:] オーバーホールメカニカルシールまたは、実行時間に基づいて、それらを積極的に交換します。摩耗インペラ、ケーシング摩耗リング、およびベアリングを交換します。排出線の圧力計を再較正し、ポンプのパフォーマンス曲線を元のデータに対して検証します。

日、技術者、部品交換、観察を含むログ内のすべてのメンテナンスアクションを文書化します。この履歴データは、再発の問題のスポット化、スペアパーツの在庫の最適化、および機器の交換の正当化に有利です。

コンテンツ

センサーやポンプのエラーをクローズドループデバイスで効果的にトラブルシューティングすることは、懲戒プロセスに依存します。symptom を隔離し、システム全体(電気的、機械的、プロセス)を考慮し、それを交換する前に、各コンポーネントを検証するために校正ツールを使用します。一般的な障害モードを理解することで、drift、キャビテーション、シール漏れ、配線の欠陥を緩和し、予防メンテナンススケジュールを適用することで、技術者は計画されていないダウンタイムを劇的に減らし、ピーク条件を維持することができます。 [FLT] および [F] 測定器は、このガイドを組み合わせて、 [F] [F] [F] [F] および [F] [F] [F] 制御] [F] [F] 制御機器: [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F [F [F] [F] [F [F] [F [F] [F [F] [F] [F] [F] [F] [F [F [F] [F] [F] [F [F]