Por que o sinal continua oscilando mesmo após a substituição do transmissor de pressão? Você pode ter deixado passar a verdadeira causa.

Por que o sinal continua oscilando mesmo após a substituição do transmissor de pressão? Você pode ter deixado passar a verdadeira causa.

Na indústria da automação, existe um problema mais irritante do que tropeços, mais oculto do que alarmes e mais frustrante do que falsos alarmes: a deriva de sinal.

A essência da deriva do sinal

A maioria das falhas de transmissor de pressão manométrica ocorrem repentinamente: podem avariar, saltar ou disparar alarmes.

Mas ficar à deriva não é.

Não é como uma falha, mas sim como uma mudança gradual - hoje está com uma diferença de alguns miliamperes, uma semana depois está com uma diferença de alguns pontos percentuais, um mês depois o controle está impreciso e, após meio ano, o gráfico de tendência já está incompreensível.

A dificuldade em detectar deriva se deve ao fato de que ela quase nunca é um problema com um único componente. transmissor de pressão capacitivo, mas sim uma mudança gradual e pequena em um ponto, em vários pontos ou até mesmo em toda a cadeia de sinal.

Este link inclui:

Instrumento→Transmissor→Cabo→terminal→Isolador→Entrada analógica do PLC→Fonte de energia→Aterramento→Ambiente de campo→interferência EMC

Se qualquer elo se deteriorar, mesmo que ligeiramente, o acúmulo levará a uma deriva.

É exatamente aí que a coisa fica... assustadora.

dois

Por que ocorre a deriva do sinal?

Embora a deriva do sinal se manifeste de diversas maneiras, suas causas principais podem ser classificadas em várias categorias.

A inconsistência do ponto zero causada pela diferença de potencial de terra

Essa é a fonte de deriva mais típica e mais difícil de imaginar.

Não existe um ponto zero comum entre a extremidade do PLC e oTransmissor de pressão 4-20mA e não estão no mesmo ponto de referência. Enquanto a diferença de potencial for de algumas dezenas de milivolts, a grandeza analógica começa a divergir. Quanto mais antigo o edifício da fábrica, mais grave se torna esse problema.

Geralmente, isso se manifesta como uma flutuação no valor ao ligar e desligar o equipamento. Quanto maior a distância da fiação, maior a deriva. Ou então, o valor se estabiliza imediatamente após a instalação de um isolador. Se você encontrar uma deriva que pareça anormal, é basicamente isso.

2. "Superposição de ruído de sinal causada por interferência eletromagnética

Em ambientes com forte interferência (como áreas com conversores de frequência de alta potência, partidas e paradas frequentes de motores, máquinas de solda concentradas ou fontes de alimentação chaveadas de alta potência), os sinais analógicos são propensos ao acoplamento por interferência. Não se trata de uma quebra devido a mudanças repentinas, mas sim de uma influência contínua.

As tendências de sinal frequentemente apresentam serrilhas finas, tremores ocasionais ou irregularidades significativas em pequenas variáveis. A interferência eletromagnética (EMI) é onipresente em fábricas e não causa falhas diretas, mas torna os sinais instáveis. 40% das derivações em engenharia estão relacionadas à EMI.

3. Atenuação e mau contato causados ​​por cabos e terminais

É bastante comum que fábricas antigas não alterem suas linhas de produção por mais de uma década. No entanto, os condutores dos cabos podem ficar úmidos e envelhecer, o isolamento pode deteriorar, os terminais podem oxidar, a camada de blindagem pode romper e a impedância pode aumentar, tudo isso podendo afetar o sinal analógico do... transmissor de pressão HART derivar lentamente.

Este é o problema mais comum e que passa despercebido com mais facilidade.

4. O afrouxamento dos terminais e a pressão insuficiente dos fios são frequentes.

Os parafusos notransmissor de pressãoNão foram apertados corretamente e os terminais se soltaram devido à vibração ou oxidação nos pontos de contato. Muitos engenheiros não conseguem identificar esses problemas porque acham que são muito simples.

5. Circuito instável causado por alterações na fonte de alimentação

Grande ondulação na fonte de alimentação, variações de carga e múltiplos  transmissor de pressão diferencial de ar Todos os dispositivos conectados à mesma fonte de alimentação podem causar uma deriva lenta no sinal analógico, mas os próprios transmissores de pressão parecem estar funcionando corretamente?

Certifique-se de suspeitar da fonte de alimentação de 24V. Carga máxima, ondulação da fonte de alimentação, queda momentânea de tensão, linhas de alimentação compartilhadas... tudo isso pode causar instabilidade nos circuitos.

6. O impacto da temperatura na deriva do sinal

A temperatura é, na verdade, o fator mais invisível que contribui para a deriva do sinal. Seja o núcleo de pressão, o RTD, o termopar, os cabos e terminais ou as estruturas cristalinas internas, todos são materiais que sofrem pequenas alterações com a temperatura. À medida que a temperatura sobe e desce, sua resistência, sensibilidade e deformação também se alteram ligeiramente. Essas mudanças não são perceptíveis no dia a dia, mas sob as repetidas flutuações de dezenas de graus em uma fábrica, essas pequenas alterações se acumulam, resultando em uma tendência de desvio gradual.

III

Como estabilizar o sinal?

O drifting pode parecer complicado, mas tudo se resume a três palavras:

Instável.

1. Referência estável: Estabelecer um ambiente confiável de ponto zero

Isoladores e barreiras de segurança isoladas podem efetivamente eliminar as diferenças de potencial de solo, mantendo o ponto de referência limpo.

Adicionar isolamento na cadeia de sinal é um método bem reconhecido e eficaz para estabilizar a deriva na área da engenharia.

O isolamento pode resolver problemas como diferença de potencial de terra, acoplamento de interferência, loops de sinal inconsistentes e múltiplos pontos de aterramento, podendo eliminar quase 70% dos problemas de deriva.

2. Controle de interferências: Mantenha as linhas de sinal afastadas de fontes de interferência.

Separar os cabos de sinal analógico das linhas de energia, aterrar a camada de blindagem em uma extremidade, instalar filtros EMC no conversor de frequência, evitar bobinas de cabos, encaminhar as linhas de energia por meio de bandejas de cabos de energia e as linhas de sinal por meio de bandejas de cabos de sinal - essas são todas medidas fundamentais, porém eficazes.

Muitas das estranhas derivações no local são causadas pela fiação.

3. Otimizar o circuito: Garantir a confiabilidade dos cabos e terminais.

Utilizar cabos blindados industriais, verificar regularmente a fixação dos terminais e evitar a humidade dos cabos são os fatores essenciais para reduzir a deriva a longo prazo.

4. Melhorar a qualidade da fonte de alimentação: A fonte de alimentação de 24V deve ser estável.

Se um sistema apresentar oscilações e a causa não puder ser encontrada, os engenheiros costumam dizer: Tente usar uma fonte de alimentação diferente.

Essa é uma intuição altamente profissional, pois a ondulação, a queda de tensão, o terra comum e as variações de carga da fonte de alimentação de 24V serão todas conduzidas para a grandeza analógica.

5. Gerenciartransmissores de pressãoA calibração regular é essencial.

Sem calibração, a deriva natural não pode ser eliminada. Especialmente para transmissores críticos, como os de temperatura, pressão e nível de líquidos, um bom sistema de calibração pode manter a deriva dentro de uma faixa aceitável.

Os parafusos dos terminais devem ser apertados.

Terminais soltos são uma das principais causas de diversos tipos de mau funcionamento estranho. Principalmente em salas de bombas, salas de ventiladores e salas de compressores, qualquer vibração fará com que se soltem.