Miten yli{0}}lämpötilan esto on sisäänrakennettu lämmityksen ohjausjärjestelmään? 11. syyskuuta 2019

Kun lämmitetään syövyttäviä tai herkkiä aineita, suuri huolenaihe on, että "pääohjaimeni voi epäonnistua". Mitä voidaan tehdä ylikuumenemisen estämiseksi ennen kuin PTFE-lämmitin vahingoittaa prosessia tai itseään? Tämä kysymys osoittaa, että ymmärrät hyvin yrityksen toimintaan liittyvät riskit. Sinun ei pitäisi luottaa vain yhteen osaan, olipa se kuinka hyvä tahansa, ainoana puolustuslinjaasi. Hyvin -suunnitelluissa lämmitysjärjestelmissä ylilämpötilasuoja saavutetaan käyttämällä porrastettua, redundanttia strategiaa yhden ohjausmekanismin sijaan.

Turvaraja vs. ohjausasetusarvo
Ensimmäinen asia, joka on tiedettävä, on ero turvarajan ja säädön asetusarvon välillä. Ohjausasetuspiste on osa silmukasta, joka toimii normaalisti. PID-lämpötilansäädin pitää kaiken käynnissä sujuvasti vertaamalla havaittua lämpötilaa haluttuun asetusarvoon ja muuttamalla lämmittimen tehoa tarpeen mukaan. Sen tarkoitus on olla tarkka ja nopea.

Turvaraja sen sijaan on olemassa vain, jotta asiat eivät muutu vaaralliseksi. Se ei yritä pitää lämpötilaa tasaisena. Sen sijaan se toimii itsenäisenä rajana, joka käynnistyy vain, kun tietty lämpötila saavutetaan. Lyhyesti sanottuna turvaraja on suojakaide, joka toimii itsenäisesti, erillään pääohjausjärjestelmästä.

Tämä vastuunjako on erittäin tärkeä. Jos yksi anturi tai ohjain suorittaa sekä säädön että suojauksen, koko järjestelmä voi epäonnistua, jos se epäonnistuu.

Kerrostettu turvallisuusidea
Useimmissa teollisuuden lämmitysjärjestelmissä on useita turvallisuuskerroksia, joista jokainen on rakennettu käsittelemään tietyntyyppisiä vikoja. Prosessiohjain, joka on yleisesti PID-säädin, on pääasiallinen kerros, joka pitää normaalin käyttölämpötilan.

Seuraava kerros on vempain, joka suojaa itsestään ylikuumenemiselta. Tämä voi olla lämpötilarajan säädin, jossa on oma anturi, tai se voi olla lämmittimeen sisäänrakennettu mekaaninen lämpökatkaisu. Tämä kerros toimii, vaikka pääohjaussilmukka hajoaisi, koska sitä ei ole kytketty pääohjaimeen millään tavalla.

Sovelluksissa, joissa riski on suurempi, voidaan lisätä muita kerroksia, kuten ylimääräisiä antureita, virtaus- tai tasokytkimiin kytkettyjä lukituksia tai hätäpysäytyspiirejä, jotka toimivat koko järjestelmässä. Jokainen kerros vähentää todennäköisyyttä, että yksi virhe johtaa laitevaurioon tai turvallisuusongelmaan.

Erilliset anturit ja lämpötilarajan säätimet
Yksi yleisimmistä toissijaisista suojalaitteista on lämpötilarajan säädin. Sillä on yleensä kiinteä maksimilämpötila muuttuvan asetusarvon sijaan, joka eroaa PID-säätimestä. Säädin katkaisee virran lämmittimestä heti, jos havaittu lämpötila ylittää tämän rajan. Useimmiten lämmitin on nollattava käsin.

Nämä säätimet käyttävät usein eri anturia kuin ensisijainen ohjaussilmukka, mikä on erittäin tärkeää. Tämä anturi voidaan sijoittaa lähemmäs lämmittimen pintaa tai tunnistettuun kuumaan pisteeseen, mikä helpottaa lämpötilan nousevan liian nopeasti havaitsemista. Vaikka PID-säädin epäonnistuu tai on asetettu väärin, turvaraja toimii silti, koska se toimii itsestään.

Mahdollisuus nollata manuaalisesti on tärkeä ominaisuus. Se saa käyttäjän tutkimaan, mikä aiheutti yli-lämpötilan sen sijaan, että hän olisi antanut järjestelmän käynnistyä uudelleen, mikä voi aiheuttaa ongelman toistumisen.

Sisäänrakennetut lämpösuojalaitteet
Joissakin PTFE-lämmitysputkissa on lisäsuoja, joka on rakennettu suoraan lämmitysyksikköön. Lämpösulakkeet tai bimetalliset lämpökatkaisut tehdään katkaisemaan sähköpiiri pysyvästi tai tilapäisesti, kun tietty lämpötila saavutetaan.

Nämä laitteet suojaavat sinua vain mekaanisesti. Ne eivät tarvitse antureita, johdotuksia tai ohjauslogiikkaa ulkopuolelta. Tämä tekee niistä erittäin hyödyllisiä viimeisenä puolustuslinjana erittäin huonoja tilanteita, kuten kuivalaukausta, nestepinnan menetystä tai suurta ohjaushäiriötä vastaan.

Sisäänrakennettu{0}}lämpösuoja tulee kuitenkin nähdä lisäyksenä, ei korvaavana. Jotkut laitteet tarvitsevat uuden lämmittimen, kun ne on kytketty päälle, eivätkä ne tarjoa samaa prosessitason valvontaa- kuin ulkoiset ohjaimet.

Extra Control ja "äänestys" ideoita
Järjestelmissä, jotka ovat erittäin kehittyneitä tai arvokkaita paljon rahaa, redundanssi voi ylittää vain yhden varmuuskopiolaitteen. Ohjausjärjestelmä voi vertailla kahden samasta pisteestä mittaavan anturin lukemia. Jos lukemat ovat liian kaukana toisistaan, järjestelmä hälyttää tai sammuu. Tämä menetelmä auttaa löytämään anturin poikkeaman tai vian ennen kuin lämpötilat muuttuvat vaarallisiksi.

Jotkut monimutkaisemmat järjestelmät voivat käyttää yksinkertaista äänestyslogiikkaa, mikä tarkoittaa, että kahden kolmesta signaalista on sovittava, ennen kuin järjestelmä voi jatkaa toimintaansa. Tällaiset mallit ovat tyypillisempiä suurissa prosessiteollisuudessa, mutta perusidea on sama: ei pitäisi olla yhtä vikakohtaa, joka tekisi järjestelmästä vaarallisen.

Asioita, jotka on otettava huomioon toteutuksessa ja testauksessa
Turvakerrosten tekeminen on yksinkertaisesti osa ratkaisua. Säännöllinen testaus on aivan yhtä tärkeää. Käyttöönoton yhteydessä ja sen jälkeen säännöllisesti lämpötilarajan säätimet tulee tarkastaa sen varmistamiseksi, että ne sammuvat kunnolla. Tarkista antureiden ruoste, pinnoitteen kerääntyminen tai mekaaniset vauriot, jotka voivat hidastaa niiden vastetta.

On myös tärkeää pitää selkeät tiedot turva-asetusarvoista. Turvarajat tulee asettaa niin, että ne ovat korkeampia kuin tyypilliset käyttölämpötilat, mutta alhaisemmat kuin tasot, jotka voivat vahingoittaa lämmitintä, prosessiväliainetta tai muita lähellä olevia laitteita. Turvallisuuden kannalta liian korkeat rajoitukset epäonnistuvat ja turvallisuuden kannalta liian alhaiset rajoitukset voivat aiheuttaa tarpeettomia matkoja.

Viimeisiä ajatuksia
Yksittäinen säädin tai ominaisuus ei tarjoa yli{0}}lämpötilasuojaa lämmitysjärjestelmissä. Se riippuu varmuuskopioista, riippumattomuudesta ja huolellisesta järjestelmän suunnittelusta. Ensisijainen PID-säädin pitää asiat käynnissä normaalisti, ja jos jokin menee pieleen, riippumattomat turvarajat, lämpöleikkaukset ja muut säätimet ovat valmiita puuttumaan asiaan. Nykyisessä lämpöjärjestelmäsuunnittelussa paras tapa suojautua syövyttäviä nesteitä, korkeita lämpötiloja tai suuria turvallisuusuhkia vastaan ​​on käyttää monikerroksista suojaussuunnitelmaa, joka sisältää sekä sähköiset että mekaaniset suojaukset.