Tại sao tín hiệu vẫn bị sai lệch sau khi thay thế cảm biến áp suất? Có thể bạn đã bỏ qua nguyên nhân thực sự.

Tại sao tín hiệu vẫn bị sai lệch sau khi thay thế cảm biến áp suất? Có thể bạn đã bỏ qua nguyên nhân thực sự.

Trong ngành công nghiệp tự động hóa, có một vấn đề khó chịu hơn cả việc ngắt mạch đột ngột, khó phát hiện hơn cả chuông báo động và gây bực bội hơn cả các hành động sai – đó là sự trôi lệch tín hiệu.

Bản chất của sự trôi lệch tín hiệu

Hầu hết các lỗi của bộ truyền áp suất đo Xảy ra đột ngột: chúng có thể bị hỏng, nhảy hoặc kích hoạt báo động.

Nhưng trôi dạt thì không phải vậy.

Nó không giống như một sự cố đột ngột mà giống như một sự thay đổi dần dần - hôm nay nó sai lệch vài miliampe, một tuần sau thì sai lệch vài phần trăm, một tháng sau thì việc điều khiển không còn chính xác, và sau nửa năm thì biểu đồ xu hướng đã trở nên khó hiểu.

Lý do khiến việc phát hiện sự trôi lệch khó khăn là vì nó hầu như không bao giờ là vấn đề với một thiết bị duy nhất. bộ truyền áp suất kiểu điện dungmà đúng hơn là một sự thay đổi nhỏ, dần dần tại một điểm, nhiều điểm, hoặc thậm chí toàn bộ chuỗi tín hiệu.

Liên kết này bao gồm:

Dụng cụ→Máy phát→Cáp→Phần cuối→Bộ cách ly→Đầu vào tương tự PLC→Nguồn điện→Tiếp đất→Môi trường thực địa→Nhiễu EMC

Nếu bất kỳ liên kết nào bị suy yếu dù chỉ một chút, sự tích lũy đó sẽ dẫn đến sự trôi dạt.

Đây chính là điểm khiến mọi chuyện trở nên rùng rợn.

hai

Tại sao tín hiệu lại bị trôi lệch?

Mặc dù hiện tượng trôi tín hiệu biểu hiện theo nhiều cách khác nhau, nhưng nguyên nhân gốc rễ của nó có thể được phân loại sơ bộ thành một số nhóm.

Sự không nhất quán điểm không do chênh lệch điện thế mặt đất gây ra

Đây là nguồn gây trôi dạt điển hình nhất và khó hình dung nhất.

Không có điểm gốc chung nào giữa phía PLC và phía còn lại.Cảm biến áp suất 4-20mA Cuối cùng, chúng không cùng nằm trên một mặt phẳng tham chiếu. Chỉ cần hiệu điện thế là vài chục milivolt, giá trị tương tự bắt đầu sai lệch. Nhà máy càng cũ thì vấn đề này càng trở nên nghiêm trọng.

Hiện tượng này thường biểu hiện bằng việc giá trị dao động lên xuống khi khởi động và tắt thiết bị. Đường dây càng dài thì độ trôi càng lớn. Hoặc nó trở nên ổn định ngay lập tức sau khi thêm bộ cách ly. Nếu bạn gặp phải hiện tượng trôi điện mà cảm thấy bất thường, thì về cơ bản đó là do hiện tượng này.

2. Sự chồng chất nhiễu tín hiệu gây ra bởi nhiễu điện từ

Trong môi trường có nhiễu mạnh (như khu vực có bộ chuyển đổi tần số công suất cao, động cơ khởi động và dừng thường xuyên, máy hàn tập trung hoặc nguồn điện chuyển mạch công suất cao), tín hiệu tương tự dễ bị ghép nối nhiễu. Không phải là chúng bị hỏng do những thay đổi đột ngột, mà là chúng bị ảnh hưởng liên tục.

Các xu hướng tín hiệu thường có những đường răng cưa nhỏ, những rung động bất thường, hoặc những sự bất thường đáng kể ở các biến số nhỏ. Nhiễu điện từ (EMI) phổ biến trong các nhà máy và không gây ra lỗi trực tiếp, nhưng nó làm cho tín hiệu bị nhiễu. 40% các sự cố trong kỹ thuật có liên quan đến EMI.

3. Suy hao và tiếp xúc kém do cáp và đầu nối gây ra

Việc các nhà máy cũ không thay đổi dây chuyền sản xuất trong hơn một thập kỷ là điều khá bình thường. Tuy nhiên, lõi cáp có thể bị ẩm và lão hóa, lớp cách điện có thể bị xuống cấp, các đầu nối có thể bị oxy hóa, lớp chắn có thể bị hỏng và trở kháng có thể tăng lên, tất cả những điều này đều có thể gây ra sự suy giảm tín hiệu analog. Bộ truyền áp suất HART Trôi dạt chậm rãi.

Đây là vấn đề dễ bị bỏ qua nhất nhưng lại phổ biến nhất.

4. Hiện tượng đầu nối bị lỏng và lực ép dây không đủ thường xuyên xảy ra.

Các ốc vít trênbộ truyền áp suấtCác đầu nối không được siết chặt đúng cách, và các đầu nối bị lỏng do rung động hoặc oxy hóa tại các điểm tiếp xúc. Nhiều kỹ sư không nhận ra những vấn đề này vì họ nghĩ chúng quá đơn giản.

5. Mạch không ổn định do thay đổi nguồn điện

Biến động điện áp nguồn lớn, thay đổi tải và nhiều yếu tố khác.  bộ truyền áp suất chênh lệch không khí Việc tất cả các thiết bị được kết nối với cùng một nguồn điện có thể gây ra hiện tượng trôi lệch chậm trong tín hiệu analog, nhưng bản thân các cảm biến áp suất thì vẫn hoạt động tốt?

Hãy chắc chắn rằng bạn đang nghi ngờ nguồn điện 24V. Tải trọng tối đa, nhiễu sóng nguồn, sụt áp tức thời, đường dây cấp điện dùng chung... tất cả đều có thể gây ra mạch điện không ổn định.

6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự trôi lệch tín hiệu

Nhiệt độ thực chất là yếu tố khó nhận biết nhất góp phần gây ra hiện tượng trôi tín hiệu. Cho dù đó là lõi áp suất, RTD, cặp nhiệt điện, dây cáp và đầu nối, hay cấu trúc tinh thể bên trong, tất cả đều là những vật liệu sẽ thay đổi nhẹ theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng và giảm, điện trở, độ nhạy và biến dạng của chúng đều sẽ thay đổi một chút. Những thay đổi này không rõ ràng trong cuộc sống hàng ngày, nhưng dưới sự dao động lặp đi lặp lại của vài chục độ trong một nhà máy, những thay đổi nhỏ này sẽ tích lũy thành một xu hướng lệch dần.

III

Làm thế nào để ổn định tín hiệu?

Kỹ thuật drift có vẻ phức tạp, nhưng tất cả đều gói gọn trong ba từ:

Không ổn định.

1. Tham chiếu ổn định: Thiết lập môi trường "zero-point" đáng tin cậy

Các thiết bị cách ly và rào chắn an toàn cách ly có thể ngăn chặn hiệu quả sự chênh lệch điện thế mặt đất, giữ cho điểm tham chiếu luôn sạch.

Việc bổ sung lớp cách ly vào chuỗi tín hiệu là một phương pháp hiệu quả và được công nhận rộng rãi để ổn định hiện tượng trôi tín hiệu trong lĩnh vực kỹ thuật.

Việc cách ly có thể giải quyết các vấn đề như chênh lệch điện thế đất, nhiễu ghép nối, vòng lặp tín hiệu không ổn định và nhiều điểm nối đất, và có thể khắc phục gần 70% các vấn đề về trôi tín hiệu.

2. Kiểm soát nhiễu: Giữ các đường tín hiệu tránh xa các nguồn gây nhiễu.

Việc tách riêng các dây cáp tín hiệu analog khỏi đường dây điện, nối đất lớp chắn ở một đầu, lắp đặt bộ lọc EMC trên bộ chuyển đổi tần số, tránh sử dụng cuộn cáp, dẫn đường dây điện qua máng cáp điện và đường dây tín hiệu qua máng cáp tín hiệu - tất cả đều là những biện pháp cơ bản nhưng hiệu quả.

Nhiều sự cố lạ xảy ra tại công trường là do hệ thống dây điện.

3. Tối ưu hóa mạch điện: Đảm bảo độ tin cậy của dây cáp và đầu nối.

Sử dụng cáp chống nhiễu công nghiệp, thường xuyên kiểm tra độ bám dính của đầu nối và tránh ẩm ướt là những yếu tố then chốt để giảm thiểu hiện tượng trôi lệch tín hiệu lâu dài.

4. Cải thiện chất lượng nguồn điện: Nguồn điện 24V phải ổn định.

Nếu hệ thống hoạt động không ổn định và không tìm ra nguyên nhân, các kỹ sư thường khuyên: Hãy thử một bộ nguồn khác.

Đây là một trực giác rất chuyên nghiệp vì gợn sóng, sụt áp, nối đất chung và thay đổi tải của nguồn điện 24V đều sẽ được truyền vào đại lượng tương tự.

5. Quản lýbộ truyền áp suấtViệc hiệu chuẩn định kỳ là rất cần thiết.

Nếu không hiệu chuẩn, hiện tượng trôi tự nhiên không thể loại bỏ. Đặc biệt đối với các bộ truyền tín hiệu quan trọng như nhiệt độ, áp suất và mức chất lỏng, một hệ thống hiệu chuẩn tốt có thể giữ cho độ trôi nằm trong phạm vi hợp lý.

Cần phải siết chặt các ốc vít đầu nối.

Các đầu nối bị lỏng là một trong những nguyên nhân chính gây ra đủ loại sự cố bất thường. Đặc biệt là trong phòng bơm, phòng quạt và phòng máy nén, chỉ cần có rung động, chúng sẽ bị lỏng.