Systemy sterowania: monitorowanie danych

Sprężarki powietrza Strona wiki dotycząca sprężonego powietrza Regulacja i sterowanie sprężarką Sterowanie sprężarką i monitorowanie danych

Systemy regulacji stają się coraz bardziej zaawansowane, a szybkie tempo rozwoju oferuje szereg nowych rozwiązań. Ponadto wszystkie sprężarki są wyposażone w pewien rodzaj sprzętu monitorującego, który chroni sprężarkę i zapobiega przestojom produkcyjnym. Przyjrzyjmy się bliżej technologii, która to umożliwia, zaczynając od przetworników.

Co to są przetworniki?

Przetwornik służy do wykrywania aktualnego stanu instalacji. Informacje z przetworników przetwarzane są przez system monitorujący, który przekazuje na przykład sygnał do aktuatora.Przetwornik mierzący ciśnienie lub temperaturę często składa się z czujnika i przetwornika pomiarowego. Czujnik wykrywa mierzoną ilość. Konwerter pomiarowy przekształca sygnał wyjściowy czujnika na odpowiedni sygnał elektryczny, który może być przetworzony przez układ sterowania.

W jaki sposób mierzymy temperaturę w sprężarkach?

Jak mierzymy temperaturę w sprężarkach?

measuring the temperature in compressors

Do pomiaru temperatury zwykle stosuje się termometr oporowy. Posiada metalowy rezystor jako przetwornik, którego rezystancja rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Zmiana rezystancji jest mierzona i przekształcana na sygnał 4–20 mA. Pt 100 jest najczęstszym termometrem oporowym. Nominalna rezystancja w 0 °C wynosi 100 Ω. Termistor to półprzewodnik, którego rezystancja zmienia się wraz z temperaturą. Może być stosowany jako regulator temperatury, na przykład w silniku elektrycznym. PTC (Dodatni Współczynnik Temperaturowy), jest jego najczęstszym typem. PTC ma nieznaczną zmianę rezystancji wraz ze wzrostem temperatury aż do punktu odniesienia, gdzie rezystancja rośnie wraz ze skokiem. PTC jest podłączony do kontrolera, który wykrywa ten „skok rezystancji” i daje na przykład sygnał do zatrzymania silnika.

Jak mierzymy ciśnienie w sprężarkach?

Do pomiaru ciśnienia służy korpus z czujnikiem ciśnienia, na przykład membrana. Sygnał mechaniczny z membrany jest następnie przetwarzany na sygnał elektryczny, 4–20 mA lub 0–5 V. Konwersja z sygnału mechanicznego na sygnał elektryczny może odbywać się w różnych systemach pomiarowych. W układzie pojemnościowym ciśnienie jest przenoszone na membranę.

Położenie membrany pomiarowej jest wykrywane przez płytkę kondensatora i jest przekształcane w przetworniku pomiarowym na napięcie stałe lub prąd stały proporcjonalny do ciśnienia. System pomiaru rezystancyjnego składa się z tensometru połączonego mostkowo i przymocowanego do membrany. Gdy membrana jest poddawana działaniu ciśnienia, odbierane jest niskie napięcie (mV). Jest ono następnie wzmacniane do odpowiedniego poziomu. System piezoelektryczny oparty jest na określonych kryształach (np. kwarcu), które wytwarzają ładunki elektryczne na swoich powierzchniach. Ładunki są proporcjonalne do siły (nacisku) wywieranej na powierzchnię.

Sprzęt monitorujący

data monitoring equipment is a powerful tool in compressed air installations

Sprzęt monitorujący jest dostosowany do rodzaju sprężarki. Wiąże się to z koniecznością zastosowania szerokiej gamy urządzeń pasujących do wszystkich typów sprężarek. Mała sprężarka tłokowa jest wyposażona tylko w konwencjonalny wyłącznik przeciążeniowy silnika, podczas gdy duża sprężarka śrubowa może być wyposażona w wiele odłączników / przetworników przeciążenia, temperatury i ciśnienia itp. W mniejszych, bardziej podstawowych maszynach urządzenia sterujące wyłączają kompresor i maszyna nie może się ponownie uruchomić, gdy odłącznik podaje wartość alarmową. W niektórych przypadkach przyczynę alarmu może wskazywać lampka ostrzegawcza. W przypadku bardziej zaawansowanych sprężarek pracę urządzenia można śledzić na panelu sterowania, na przykład poprzez bezpośredni odczyt ciśnienia, temperatury i stanu. Jeżeli wartość przetwornika zbliży się do granicy alarmu, sprzęt monitorujący wyda ostrzeżenie. Następnie można podjąć środki przed wyłączeniem sprężarki. Jeśli sprężarka zostanie wyłączona przez alarm, ponowne uruchomienie sprężarki jest blokowane do momentu usunięcia awarii lub ręcznego zresetowania sprężarki. Rozwiązywanie problemów jest znacznie ułatwione w przypadku sprężarek wyposażonych w pamięć, w której rejestrowane są dane dotyczące temperatur, ciśnienia i stanu pracy. Pojemność pamięci może obejmować ostatnie 24 godziny. Ta funkcja umożliwia analizę trendów z ostatniego dnia i zastosowanie logicznego rozwiązywania problemów w celu szybkiego zidentyfikowania przyczyny przestoju.

Zdalne monitorowanie instalacji sprężarki

W różnych instalacjach sprężarkowych może zaistnieć konieczność monitorowania i kontrolowania działania sprężarki zdalnie. W mniejszych instalacjach dość łatwo można podłączyć alarm, wskaźnik stanu pracy itp. Zazwyczaj możliwe jest również zdalne uruchamianie i zatrzymywanie. W przypadku większych instalacji, w których zagrożone są znaczne inwestycje finansowe, często pożądane jest monitorowanie centralne. Powinno się ono składać z urządzeń zapewniających ciągły przegląd systemu, a także umożliwiających dostęp do poszczególnych maszyn w celu kontrolowania takich szczegółów, jak ciśnienie w chłodnicy międzystopniowej, temperatura oleju itp.

System monitorowania powinien również posiadać pamięć, dającą możliwość rejestracji wydarzeń z ostatnich 24 godzin. Dziennik zdarzeń służy do wykreślania krzywych trendów, które służą do łatwej identyfikacji wartości, które zwykle odbiegają od wartości domyślnych. Krzywe mogą stanowić podstawę do kontynuowania operacji lub planowania zatrzymania systemu. System często przedstawia raporty o stanie instalacji sprężarki na różnych poziomach, od ogólnego przeglądu do szczegółowego stanu dla poszczególnych maszyn.