Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Publikacja zgłoszona do 🎁 Konkursu iAutomatyka

Troubleshooting w pętlach sterowania 4-20mA

1024 wyświetleń, autor: k.bielecki.

Kiedy mówimy o procesie, mamy na myśli każdą instalację, w której materiał wsadowy przetwarzany jest w kontrolowanym i zautomatyzowanym procesie na półprodukt lub produkt gotowy. W wielu przypadkach część nadzoru i kontroli przeprowadzana jest innym pomieszczeniu lub budynku niż ten, w którym odbywa się fizyczna produkcja.

Rysunek 1 Przykład procesu wraz z systemem kontroli

Podstawą funkcjonowania systemu kontroli w procesach przemysłowych są pętle 4-20mA, które stanowią prosty analogowy interfejs komunikacyjny umożliwiający przesyłanie i odczyt pojedynczego sygnału pomiarowego. Od wielu lat są one jednym z najbardziej powszechnych standardów w przemysłowych systemach kontroli i sterowania, znanym i stosowanym już od kilkudziesięciu lat.

Układ pętli sterowania składa się najczęściej z następujących elementów:

  • Wejścia transmitera, do którego podłączany jest sygnał z sensora;
  • Wyjścia transmitera, na którym otrzymujemy sygnał 4-20mA;
  • Zasilacza 24V;
  • Rezystora terminującego 250Ohm;
  • Sterownika procesu.

Rysunek 2 Budowa pętli sterowania 4-20mA

Reklama. Dostęp do kursu online bezpłatny

minikurs o falownikach

Jak pokazują statystki automatycy poświęcają około 70% na tzw troubeshooting w pętlach 4-20mA, 20% na uruchomienie nowych instalacji i zaledwie 10% na kalibrację procesów. W tym artykule przyjrzymy się bliżej aspektom troubleschootingu.

Warto zaznaczyć, że podstawowa diagnostyka w pętli 4-20mA składa się z następujących etapów:

  1. Zmierz – napięcie i prąd;
  2. Za symuluj – sygnał wejściowy do transmitera;
  3. Wykorzystaj źródło – napięcia 24V.
  4. Do najczęstszych problemów w pętlach 4-20mA zaliczają się:
    • Problemy z okablowaniem:
      • Złe zakończenia, niewłaściwa izolacja, korozja i oksydacja na złączach mogą negatywnie wpłynąć na działanie okablowania w pętli od 4 do 20 mA.
    • Zasilacze pętli 24V:
      • Uszkodzone lub przeciążone zasilacze mogą powodować nieregularne działanie pętli mA lub ich całkowitą awarię.
    • Uszkodzenie wejść sterownika:
      • Jeśli sygnał mA jest prawidłowy, ale sterownik nie interpretuje go w sposób prawidłowy, w ten czas sterowanie procesem ulega zaburzeniu.
    • Uszkodzenie transmitera:
      • Jeśli nadajnik nie zmieni sygnału mA, aby poprawnie reagować na mierzone sygnały z czujników/sensorów to podobnie jak w powyższym przypadku proces sterowania zostaje zaburzony.
    • Uszkodzony czujnik.

Jednym z pierwszych kroków w testach jest sprawdzenie zasilacza. Jeśli podczas pomiarów na wyjściu zalicza stwierdzimy pełne 24V to prawdopodobnie działa on prawidłowo. Jeśli zasilacz jest przeciążony to może to być źródłem problemów z pętlą sterowania (rysunek 3).

Warto również skontrolować warunki termalne, w których pracuje zasilacz. Temperatura otoczenia, w której pracuje będzie niekorzystnie przekładała się na stabilność i niezawodność jego pracy.

Rysunek 3

Jeśli istnieje podejrzenie, że zasilacz pętli 24V jest uszkodzony to w kolejnym kroku można wykorzystać źródło zasilania z kalibratora pętli sterowania. W tym celu należy odłączyć przewody od wyjścia zasilacza i podłączyć je do odpowiednich zacisków kalibratora (rysunek 4). Należy pamiętać, że tego rodzaju diagnostykę nie należy przeprowadzać w sposób ciągły. Tańsze kalibratory mogę uleć przeciążeniu przy dłuższym podawaniu sygnału 24V.

Rysunek 4

Przyjmijmy, że zasilacz pracuje w sposób poprawny, więc kolejnym krokiem w diagnostyce jest pomiar sygnału na wyjściu transmitera. Pamiętajmy, że zanim przystąpimy do tego pomiaru musimy najpierw zadzwonić do dyspozytora w celu zatrzymania tej części procesu. Dlaczego? Pomiar ten wymaga włączenia kalibratora w szereg z pętlą (rysunek 5). Po podłączeniu multimetru lub kalibratora pętla zostaje ponownie zamknięta i proces może zostać ponownie uruchomiony w celu wykonania pomiaru.

Rysunek 5

Zatrzymanie i rozpoczęcie procesu w celu pomiaru prądu w pętli 4-20mA może być kłopotliwe. Jednak pozwoli to na odwzorowanie sytuacji podobnej do tej, w której proces jest prowadzony w sposób ciągły. Pomiary w pętli 4-20mA mogą być przeprowadzone z wykorzystaniem dedykowanych cęg przystosowanych do pomiaru sygnału DC oraz małych wartości. W takim przypadku pętla pozostaje nienaruszona, proces nadal w sposób ciągły, a wartość pomiarową można odczytywać z rzeczywistej sytuacji (rysunek 6).

Rysunek 6

Ostatnim etapem namierzania problemów w pętli 4-20mA jest kontrola wejścia przetwornika (rysunek 7). W tym celu należy wykorzystać kalibrator, który umożliwi symulację sygnału czujnika, z którym mamy styczność w danej sytuacji. Wiele z kalibratorów pozwala również na ustalenie wartości progowych dla danego typu sensora. To pozwoli na dokładne dozorowanie procesu i symulacje sygnału od wartości odpowiadającej 0% (4mA) do 100% (20mA).

Reklama. Dostęp do kursu online bezpłatny

minikurs o falownikach

Artykuł został nagrodzony w Konkursie iAutomatyka – edycja Marzec 2020. Nagrodę Koszulka 4F + zestaw gadżetów dostarcza ambasador konkursu, firma PEPPERL+FUCHS.

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.
23 marca 2020 / Kategoria: , , , , ,

Reklama

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

Dlaczego Przemysł 4.0 to nie slogan marketingowy?

Dlaczego Przemysł 4.0 to nie slogan marketingowy?

>KLIKNIJ<

Najciekawsze maszyny branży spożywczej

Najciekawsze maszyny branży spożywczej

>KLIKNIJ<

AUTOMATYCZNY PODCAST #21: SAFETY FIRST, CZYLI O BEZPIECZEŃSTWIE I DOBRYCH PRAKTYKACH W AUTOMATYCE

AUTOMATYCZNY PODCAST #21: SAFETY FIRST, CZYLI O BEZPIECZEŃSTWIE I DOBRYCH PRAKTYKACH W AUTOMATYCE

>KLIKNIJ<

EMT-Systems zaprasza na interaktywne szkolenia techniczne on-line!

EMT-Systems zaprasza na interaktywne szkolenia techniczne on-line!

>KLIKNIJ<

Zrób krok w kierunku inteligentnych maszyn

Zrób krok w kierunku inteligentnych maszyn

>KLIKNIJ<

Astraada Safety odc. 2 – jak skonfigurować pierwszy projekt i napisać pierwszą aplikację bezpieczeństwa?

Astraada Safety odc. 2 – jak skonfigurować pierwszy projekt i napisać pierwszą aplikację bezpieczeństwa?

>KLIKNIJ<

10 historii Automatyków i ich największe wyzwania w pracy

10 historii Automatyków i ich największe wyzwania w pracy

>KLIKNIJ<

Jak powstaje wymiennik ciepła? – Fabryki w Polsce

Jak powstaje wymiennik ciepła? – Fabryki w Polsce

>KLIKNIJ<

C, C++, JavaScript, Node-Red w sterowniku PLC? Pierwszy kontakt ze sterownikiem Przemysłu 4.0 u-control

C, C++, JavaScript, Node-Red w sterowniku PLC? Pierwszy kontakt ze sterownikiem Przemysłu 4.0 u-control

>KLIKNIJ<

MQTT w łączności PLC z systemem SCADA

MQTT w łączności PLC z systemem SCADA

>KLIKNIJ<

TwinCAT 3 Lighting Solution: uniwersalne narzędzie do sterowania oświetleniem

TwinCAT 3 Lighting Solution: uniwersalne narzędzie do sterowania oświetleniem

>KLIKNIJ<

Pomóż zaprojektować respirator ostatniej szansy z drukarki 3D i ratuj życia

Pomóż zaprojektować respirator ostatniej szansy z drukarki 3D i ratuj życia

>KLIKNIJ<

KONKURS IAUTOMATYKA KWIECIEŃ 2020

KONKURS IAUTOMATYKA KWIECIEŃ 2020

>KLIKNIJ<

Miraizukuri, czyli budujemy przyszłość…

Miraizukuri, czyli budujemy przyszłość…

>KLIKNIJ<

Wysyłanie wiadomości email w sterowniku PLC | Kurs programowania PLC od podstaw | odc.19

Wysyłanie wiadomości email w sterowniku PLC | Kurs programowania PLC od podstaw | odc.19

>KLIKNIJ<

Rozwój automatyki przemysłowej w Polsce

Rozwój automatyki przemysłowej w Polsce

>KLIKNIJ<

Trzy w jednym: kompletny serwonapęd umożliwia rezygnację z szafy sterowniczej

Trzy w jednym: kompletny serwonapęd umożliwia rezygnację z szafy sterowniczej

>KLIKNIJ<

Regulator PID w środowisku Codesys

Regulator PID w środowisku Codesys

>KLIKNIJ<

Kopia zapasowa pamięci robota na przykładzie jednostki FANUC

Kopia zapasowa pamięci robota na przykładzie jednostki FANUC

>KLIKNIJ<

Jak w 3 krokach wdrożyć prosty system sterowania ogrzewaniem i oświetleniem hali produkcyjnej? Cz. 1

Jak w 3 krokach wdrożyć prosty system sterowania ogrzewaniem i oświetleniem hali produkcyjnej? Cz. 1





MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • 799 PLN
    Szkolenie jest wprowadzeniem do systemu sterowania PSS4000 i środowiska programowania PAS4000. W jego trakcie omówiona zostanie zarówno struktura sprzętowa, jak i programowanie, a także diagnostyka kompletnego systemu sterowania. Poruszane ...
    Czas trwania: 8h
    Link: Terminy
  • Seria FX-100 Czujniki z serii FX-100 to najlepsze rozwiązanie pod względem stosunku jakości do ceny. Wyposażone są w funkcje szybkiego uczenia, co pozwala użytkownikom w szybki i prosty sposób przystosować czujnik do pracy z nieskomplikowan...
  • RPC-2A-UNI  przekaźnik czasowy – Działający po zaniku napięcia zasiania, przy załączonym przekaźniku wykonawczym.   Przekaźnik przeznaczony do stosowania w instalacjach niskiego napięcia w automatyce przemysłowej, w automatyce budynko...
  • PR200 to uniwersalne i łatwe w obsłudze urządzenie zaprojektowane w plastikowej obudowie do montażu na szynie DIN jako alternatywa dla PLC. Przekaźnik jest dostępny w kilku wersjach dla napięcia stałego i przemiennego. Jest wyposażony w cyf...
  • Ekonomiczne monitorowanie i sterowanie, teraz także dzięki panelom 2 generacji. Dzięki odpowiedniemu doborowi funkcji HMI, panele Basic 2 generacji stanowią doskonałe rozwiązanie przy produkcji maszyn lub w małych aplikacjach przemysłowych....
  • SCADA z wbudowanym serwerem sieci Web i routerem, bez licencji, bez limitów rejestrów! Brzmi dobrze? A to dopiero początek! Jest to urządzenie umożliwiające zarządzanie zarówno w sieci lokalnej jak i przez Internet z komputera, bądź urządze...



KATEGORIE ARTYKUŁÓW
POLECANE ARTYKUŁY
Wydarzenia