Kuinka tulkita "Thermal Runaway" -tapahtuma PTFE-lämmittimen ohjauslokissa?

Kun tarkastellaan yhden PTFE-lämmittimen historiatietoja, se oli kauhistuttava kuvio. Ohjain pyysi 100 % tehoa ja lämpötilan lukema jumissa lähellä ympäristön lämpötilaa, mutta itse säiliö tietysti kiehui tai ylikuumeni, mitä emme silloin tajunneet. Tämä on klassinen tunnusmerkki lämpökarkaamisesta - ohjausjärjestelmä, joka työntää lämmitintä täydellä teholla, koska se uskoo prosessin olevan vielä viileä.

Kaavio on rikostekninen tietue järjestelmästä, joka menetti luotettavan lämpötilapalautteen. PTFE-lämmittimen säätölokissa. Säädin pyysi jatkuvasti lämpöä, mutta mitattu prosessiarvo ei enää vastannut tarkasti todellisuutta. Tämä voi aiheuttaa hallitsematonta kuumenemista, mahdollisia vaipan vaurioita ja mahdollisesti vakavia vaurioita säiliölle.

Miltä todellinen Thermal Runaway näyttää
Normaali säätelyn epävakaus tai PID-värähtely ei ole lämpöpoikkeamatapahtuma.

Ei tavallinen värähtely
Huonosti viritetyssä PID-silmukassa:

Lämpötila vaihtelee kiinteän pisteen ylä- ja alapuolella

Lämmittimen lähtöjakso

Prosessi reagoi edelleen tehon vaihteluihin

Paennut tapahtuma on täysin erilainen.

Tyypillinen Thermal Runaway Graph
Ohjausloki näyttää normaalisti:

Jatkuva täysi lämmittimen teho

Mitatun lämpötilan nousu ei ole ollenkaan tai vain vähän

tasainen, laskeva tai vaihteleva lämpötilan jälki

Pidennetty kesto huipputeholla

Kaavio on tarina sokeasta lennonjohtajasta.

Lämpötilan säätelyn sijaan säädin lisäsi energiaa jatkuvasti. Tämä johtui siitä, että palautesignaali sanoi, että lämmitin ei lämmittänyt tarpeeksi.

Pääsyy: Anturivika
Useimmat karkaavat tapahtumat alkavat viallisesta lämpötila-anturipiiristä.

Lämpöpari/RTD rikki
Jos lämpöparin johto on katkennut tai irrotettu:

Signaali voi pudota alhaiseen lukemaan

Melu voi aiheuttaa mittaustuloksia.

Ohjain lukee säiliön kylmäksi

Ohjain tekee sitten sen mitä sen pitikin:

Tarjoaa maksimaalisen lämmittimen tehon

Vielä täydellä teholla

Hallitsematon lämmitys jatkuu

Anturivian havaitseminen lokista
Viallinen anturi luo yleensä hyvin selkeän kuvion.

Indikaattorit:

Teho nousee, kun lämpötila laskee äkillisesti

Matala lukema, joka on epärealistisen vakaa

Äkillisiä katkelmia tai piikkejä

Tehontarve nousee, lämpötila pysyy tasaisena

Anturivian todennäköisyys on suurempi, kun lämpötila laskee ja teho kyllästyy maksimissaan.

Thermal Runaway ja Dry Heater tapaukset
Toinen tärkeä syy on nestetason menetys.

Lämmitin nesteen päällä
Jos prosessin taso laskee:

PTFE-suojus voi olla osittain näkyvissä

Jäähdytys häviää nesteestä

Vaipan lämpötila nousee nopeasti

Samaan aikaan lämpötila-anturi voi jäädä:

Kylmemmässä höyrytilassa

Asennettu kauemmas näkyvistä lämmittimestä

Eristetty todellisesta paikallisesta lämpötilasta

Säätimen mittaama lämpötila näyttää edelleen liian alhaiselta, joten se vaatii jatkuvasti lämpöä.

Kuiva{0}}lämmittimen lokin ominaisuudet
Kuiva{0}}palo voi paljastaa:

Suurin lämpöteho

Alhaisempi näennäinen prosessilämpötilan nousu

Äkillinen lämpötilahäiriö

Äkillinen pysäytys turvapysäytyksen jälkeen

Äärimmäisissä olosuhteissa PTFE-vaippa voi tuhoutua korjaamattomasti liiallisen kuumennuksen seurauksena.

Ohjaimen virheet ja lähtövirheet
Ohjauslaitteisto voi itse luoda pakotilanteita, mutta nämä ovat vähemmän tyypillisiä.

SCR- tai relevika
Viallinen tulostuslaite voi jäädä ON-tilaan.

Mahdollisia syitä ovat:

Hitsatut relekontaktit

SCR:t ovat oikosulussa

Ohjauspaneeli lakkasi toimimasta

Vauriot sähköjännitteestä

Tässä tapauksessa:

Lämmittimen tehoa käytetään jatkuvasti

Kirjattu komentosignaali ei ehkä ole realistinen.

Lämpötila voi edelleen ylittää asetusarvon

Voit usein kertoa esiintymän tyypin vertaamalla:

Komennoidun lähdön prosenttiosuus

Nykyinen todellinen kulutus

Riippumattomat lämpötilamittaukset

Lokin käyttö rikosteknisenä työkaluna
Kontrollihistorioitsijalla on tärkeää tietoa, jota ei välttämättä enää näe epäonnistumisen jälkeen.

Päällekkäiset avainmuuttujat
Informatiivisin tapa diagnoosin tekemiseen on peittää:

Lämmittimen teho %

Prosessin lämpötila

Hälytysolosuhteet

Nestetason signaalit

Nykyiset mitat

Tämä näyttää tarkan tapahtumasarjan, joka johtaa karantumistilaan.

Aikaleiman resoluutio on tärkeä
Ohjauslokissa on oltava riittävä aikaleiman resoluutio tapahtumadynamiikan tallentamiseksi.

Jos data on liian hidasta tallennettavaksi:

Oikosulkuviat voidaan jättää huomiotta

Lämpötilapiikit saattavat kadota

epävarma tapahtumien järjestys

Korkean resoluution kirjaaminen on erittäin tärkeää nopeille lämmitysjärjestelmille tai pienille säiliöille.

Äkillisten piikkien tulkinta
Efemeriset poikkeavuudet voivat olla varsin paljastavia.

Sähkökaarimerkit
Äkillinen lyhyt aalto, joka edeltää anturin vikaa, voi olla merkki

Valokaari liitäntäkotelossa

Veden sisäänpääsy

Löysät sähköliitännät:

Eristyksen rikkoutuminen:

Nämä ohimenevät tapahtumat näkyvät joskus vain sekunnin murto-osan ajan ennen kuin anturin signaali romahtaa kokonaan.

Melu ja häiriöt
Epäjohdonmukaisten tehotilausten lisäksi epäsäännölliset lämpötilamittaukset voivat myös osoittaa:

Sähkömagneettinen häiriö

Maadoitusvirheet:

Rikkoutunut näyttö

Epäonnistuneet signaaliolosuhteet

Miksi suojauslogiikka sisältyy nykyaikaisiin ohjaimiin?
Monissa nykyaikaisissa teollisissa ohjaimissa on sisäänrakennettu{0}}karkaistujen tunnistus.

Silmukka katkon havaitsemiseen
Silmukka-katkos tai lämmitin-valvoo palamishälytystä, jos:

Lisälämmittimen teho

Mutta prosessin lämpötila ei muutu

Jos säädin ei havaitse merkittävää lämpötilan nousua pitkän tehotarpeen jälkeen, se katkaisee lämmitysjärjestelmän välittömästi.

Lämmittimen läpimurtumissuoja
Jotkut huippuluokan{0}}järjestelmät voivat lisäksi valvoa:

Nykyinen kulutus

Lämpötilan nousun nopeus

Anturin uskottavuus

Muutosnopeuden-rajoitukset-*

Nämä turvatoimenpiteet estävät lämmittimen toiminnan toistaiseksi viallisen anturin vuoksi.

Korjaustoimenpiteet pakotapahtuman jälkeen
Lämpöpalamistapahtuman jälkeen tulee aina tehdä kattava järjestelmätarkastus.

Anturin ja johdotuksen tarkastus
Alkuvaiheessa tarkastettavat komponentit ovat:

Lämpöparit: 1.

TTK:t

Jatkojohdot

Päätelohkot.

Suojan maadoitus

Kaikki epävakaat tai vaurioituneet signaalin osat on vaihdettava.

Tasovalvonnan validointi
Myös nestetasojärjestelmät tulee arvioida perusteellisesti.

Mahdolliset ongelmat:

Kelluvat kytkimet epäonnistuivat

Tasoanturit, jotka ovat jumissa

Väärät asennuskorkeudet

Logiikka ohittaa

Lämmittimen arviointi
Jos PTFE-lämmitin paljastui virran ollessa päällä:

Vaippa on saattanut ylikuumentua sisältä.

Et ehkä näe ulkoisia merkkejä rakenteellisista vaurioista

Saattaa olla, että johto on vaurioitunut sisäisesti.

Vakava kuiva{0}}tulelle altistuminen johtaa yleensä vaihtosuositukseen.

Yhteenveto
PTFE-lämmittimeen kirjattu lämpökarkaistu tapahtuma on paljon enemmän kuin pelkkä hälytyshistoriatietue. Se on rikostekninen tietue ohjausjärjestelmästä, joka menetti hyvän prosessitietoisuuden ja piti lämmityksen ilman asianmukaista syöttöä. Jatkuva maksimiteho ja tasainen, laskeva tai epäsäännöllinen lämpötilasignaali osoittavat yleensä anturin viasta, nestetasohäviöstä tai ohjaimen toimintahäiriöstä.

Aiempien tietojen asianmukainen analysointi antaa huoltoalan ammattilaisille mahdollisuuden havaita trendejä, jotka eivät välttämättä ole ilmeisiä itse viallisesta laitteistosta. Usein todellinen taustalla oleva syy voidaan tunnistaa hämmästyttävän tarkasti tutkimalla ajoitusyhteyttä tehontarpeen, lämpötilavasteen ja hälytystoiminnan välillä.

Nykyaikaiset suojaustoimenpiteet, kuten silmukka{0}}katkohälyttimet ja lämmittimen-vasteen valvonta, vähentävät katastrofaalisten pakotapahtumien mahdollisuutta, mutta ohjausloki on lopullinen arvovaltainen todistaja vian tapahtumisen jälkeen. Digitaalinen historioitsija ei koskaan unohda. Teollisissa lämpöjärjestelmissä sen tietueet tarjoavat usein ainoan tien salaperäisimpien ongelmien ymmärtämiseen.