Làm thế nào để chẩn đoán vùng trục lăn có nhiệt độ dao động mặc dù đầu ra PID ổn định?

Bộ điều khiển PID cho vùng sưởi ấm có vẻ hoàn toàn ổn định, giữ lệnh đầu ra không đổi mà không có dao động rõ ràng hoặc hiệu chỉnh tích cực. Tuy nhiên, nhiệt độ đọc được từ vùng trục lăn vẫn tiếp tục tăng thất thường, tăng giảm vài độ mà không có bất kỳ sự thay đổi tương ứng nào về công suất bộ sưởi. Thuật toán điều khiển hoạt động chính xác nhưng tín hiệu phản hồi nhiệt độ đến bộ điều khiển không ổn định và không đáng tin cậy.

Trong hầu hết các trường hợp, lỗi không nằm ở chính bộ phát nhiệt hoặc ở các thông số điều chỉnh PID. Nguyên nhân sâu xa thường là do kết nối điện nhỏ, không liên tục ở đâu đó trong mạch cặp nhiệt điện. Đầu cực lỏng, dây dẫn bị đứt, đầu nối bị oxy hóa hoặc dây nối dài bị hỏng tạo ra những thay đổi điện trở nhất thời làm biến dạng tín hiệu cặp nhiệt điện có điện áp cực thấp.

Trong thế giới xử lý sự cố củanhiệt độ dao động ổn định trục lăn đầu ra PIDvấn đề, tình trạng này được coi là một trong những lỗi mạch cảm biến-phổ biến nhất và có vẻ đơn giản nhất.

Tại sao kết quả đo nhiệt độ lại dao động trong khi đầu ra PID vẫn ổn định

Bộ điều khiển PID hoạt động bình thường sẽ điều chỉnh công suất bộ sưởi dựa trên tín hiệu nhiệt độ đến từ cặp nhiệt điện.

Khi đầu ra của bộ điều khiển vẫn ổn định nhưng nhiệt độ hiển thị dao động mạnh, một manh mối quan trọng sẽ xuất hiện:

Bộ điều khiển không chỉ huy sự mất ổn định

Bản thân tín hiệu phản hồi không ổn định

Khối lượng nhiệt của trục lăn thường quá lớn để thay đổi nhiệt độ nhanh chóng

Điều này có nghĩa là sự tăng vọt nhiệt độ là do điện chứ không phải do nhiệt.

Nhiệt độ rung lắc là hiện tượng rung lắc điện nhỏ, một sợi dây lỏng lẻo nhảy múa trong thiết bị đầu cuối của nó trong khi bộ điều khiển cố gắng giải thích tiếng ồn như một sự kiện nhiệt thực sự.

Tại sao mạch cặp nhiệt điện nhạy cảm với các lỗi nhỏ

Cặp nhiệt điện tạo ra điện áp cực nhỏ, thường được đo bằng milivolt. Vì mức tín hiệu quá thấp nên ngay cả một điện trở ngắt quãng nhỏ cũng có thể tạo ra sai số nhiệt độ rõ ràng lớn.

Một mạch cặp nhiệt điện là cả hai:

Điện áp thấp

Trở kháng thấp

Điều này làm cho nó rất dễ bị tổn thương do kết nối điện kém.

Những dao động điện trở nhỏ do rung động, giãn nở nhiệt hoặc chuyển động của dây dẫn có thể tạo ra:

Nhiệt độ tăng đột ngột

Nhảy hiển thị ngẫu nhiên

Cảnh báo mạch- hở mạch ngắn gọn

Dữ liệu xu hướng không ổn định

Nhiệt độ trục lăn thực tế có thể vẫn ổn định hoàn toàn trong khi số đọc hiển thị dao động đáng kể.

Bắt đầu với phích cắm và ổ cắm cặp nhiệt điện

Kiểm tra xem có bị lỏng cơ khí không

Điểm kiểm tra đầu tiên phải luôn là cặp đầu nối cặp nhiệt điện.

Chu kỳ làm nóng và làm mát lặp đi lặp lại gây ra sự giãn nở và co lại cơ học làm lỏng dần các tiếp điểm đầu nối theo thời gian.

Phích cắm và ổ cắm cần được kiểm tra:

Vừa vặn

Lực căng lò xo yếu

Chèn không đầy đủ

Bề mặt tiếp xúc bị mòn

Bất kỳ chuyển động nào giữa các nửa đầu nối đều có thể tạo ra sự gián đoạn tín hiệu không liên tục.

Kiểm tra quá trình oxy hóa và ăn mòn

Đầu nối cặp nhiệt điện đặc biệt nhạy cảm với quá trình oxy hóa do điện áp tín hiệu thấp.

Công tác thanh tra cần tập trung vào:

Ăn mòn xanh

Bề mặt tiếp xúc tối màu

Độ ẩm xâm nhập

tích tụ oxit

Ngay cả những lớp ăn mòn nhỏ cũng có thể tạo ra những thay đổi điện trở không ổn định.

Việc làm sạch hoặc thay thế các đầu nối bị oxy hóa thường giải quyết được toàn bộ vấn đề ngay lập tức.

Kiểm tra khối đầu cuối hộp nối

Thiết bị đầu cuối trục vít lỏng lẻo là cực kỳ phổ biến

Bên trong hộp nối, dây cặp nhiệt điện thường được kết thúc ở các khối đầu cuối loại -vít.

Chu kỳ nhiệt của trục lăn gây ra sự giãn nở và co lại lặp đi lặp lại có thể làm giảm dần áp suất đầu cuối theo thời gian.

Đầu cuối bị lỏng một phần có thể:

Liên lạc ngắt quãng

Mở nhẹ trong quá trình sưởi ấm

Kết nối lại trong quá trình làm mát

Tạo ra sự tăng vọt nhiệt độ thất thường

Do đó, mỗi vít đầu cuối phải được kiểm tra cẩn thận để đảm bảo độ kín thích hợp.

Tìm kiếm các sợi dây bị đứt

Dây dẫn cặp nhiệt điện-có sợi mảnh có thể bị gãy gần các điểm cuối do rung động hoặc uốn cong nhiều lần.

Chỉ một số sợi còn lại có thể vẫn mang tín hiệu, tạo ra kết nối không liên tục dễ vỡ.

Các vị trí gãy xương phổ biến bao gồm:

Vị trí lỗi	Nguyên nhân điển hình
Điểm vào ga	Thắt chặt quá mức
Uốn cáp gần tuyến	Uốn cong lặp đi lặp lại
Lối ra hộp nối	Rung
Khu vực uốn đầu nối	Mệt mỏi cơ học

Một dây dẫn có các sợi bị đứt một phần có thể trông vẫn nguyên vẹn khi nhìn bằng mắt thường nhưng bị mất điện trong quá trình di chuyển.

Kiểm tra dây nối cặp nhiệt điện

Thiệt hại vật lý thường tạo ra lỗi không liên tục

Dây nối dài của cặp nhiệt điện phải được kiểm tra dọc theo toàn bộ chiều dài của nó.

Cần hướng sự chú ý tới:

Phần bị chèn ép

Những khúc cua chặt chẽ

Điểm mài mòn

Khu vực ống dẫn bị nghiền nát

Lớp cách nhiệt-bị hư hỏng

Hư hỏng cơ học có thể tạo ra sự tách rời dây dẫn không liên tục bên trong lớp cách nhiệt trông bình thường-.

Theo dõi các vấn đề về chuyển động nhiệt

Khi tấm ép nóng lên và nguội đi, các cấu trúc xung quanh sẽ giãn nở và co lại.

Nếu cáp cặp nhiệt điện được định tuyến chặt chẽ hoặc bị căng, chuyển động trong chu kỳ nhiệt có thể liên tục gây căng thẳng cho dây dẫn cho đến khi xuất hiện các vết hở không liên tục.

Điều này giải thích tại sao một số lỗi chỉ xuất hiện ở nhiệt độ vận hành.

Sử dụng Kiểm tra lắc lư để bản địa hóa lỗi

Chẩn đoán hiện trường thực tế nhất

Mặc dù đồng hồ vạn năng RMS thực sự đôi khi có thể phát hiện các dao động điện trở không liên tục, nhưng phương pháp hiện trường hiệu quả nhất thường là thử nghiệm lắc lư có kiểm soát.

Khi hệ thống được cấp điện và xu hướng nhiệt độ có thể nhìn thấy được:

Nhẹ nhàng di chuyển phích cắm cặp nhiệt điện

Phần dây nối Flex cẩn thận

Chạm nhẹ vào các cực của hộp nối

Quan sát hiển thị nhiệt độ liên tục

Nếu nhiệt độ đột ngột tăng vọt hoặc ổn định trong quá trình di chuyển thì có khả năng vị trí lỗi đã được xác định.

Thử nghiệm có hiệu quả vì chuyển động vật lý tạm thời khôi phục hoặc làm gián đoạn đường dẫn điện bị hỏng.

Chỉ sử dụng chuyển động có kiểm soát

Nên tránh kéo hoặc uốn cong quá mức vì dây dẫn cặp nhiệt điện mỏng manh có thể bị đứt hoàn toàn trong quá trình xử lý mạnh.

Nhìn chung, sự di chuyển tối thiểu, cẩn thận là đủ để gây ra phản ứng lỗi.

Xác minh bằng các phép đo điện trở

Kiểm tra vạn năng

Khi có thể, nên thực hiện các phép đo điện trở khi mạch điện được cách ly.

Mạch cặp nhiệt điện ổn định sẽ hiển thị:

Sức đề kháng rất thấp

Biến động tối thiểu trong quá trình di chuyển

Không mở liên tục

Lỗi không liên tục có thể xuất hiện dưới dạng:

Nhảy kháng cự đột ngột

gai kháng vô hạn

Số đọc không ổn định trong quá trình di chuyển cáp

Vì điện trở của cặp nhiệt điện vốn đã cực kỳ thấp nên thiết bị đo-chất lượng cao được ưu tiên.

Xác nhận sửa chữa

Sau khi kết nối lỏng lẻo hoặc dây dẫn bị hỏng được sửa chữa, hoạt động của hệ thống thường thay đổi ngay lập tức.

Một sửa chữa thành công thường tạo ra:

Chỉ số nhiệt độ ổn định

Đường xu hướng mượt mà

Loại bỏ các đột biến đột ngột

Thỏa thuận chặt chẽ giữa nhiệt độ quy trình và đầu ra PID

Màn hình hiển thị nhiệt độ không ổn định trước đây thường trở nên-ổn định trong vòng vài giây sau khi khôi phục kết nối điện thích hợp.

Nguyên nhân gốc rễ phổ biến của vấn đề

Một số vấn đề cơ học tái diễn thường tạo ranhiệt độ dao động ổn định trục lăn đầu ra PIDtình trạng:

Nguyên nhân gốc rễ	Triệu chứng điển hình
Thiết bị đầu cuối cặp nhiệt điện lỏng lẻo	Nhảy nhiệt độ ngẫu nhiên
Dây dẫn bị đứt	Đột biến không liên tục
Đầu nối bị ăn mòn	Đọc ồn ào không ổn định
Dây nối dài bị chèn ép	Độ lệch nhiệt độ trong quá trình di chuyển
Ứng suất giãn nở nhiệt	Lỗi chỉ xuất hiện khi nóng

Trong hầu hết các trường hợp, máy sưởi và bộ điều khiển vẫn hoạt động đầy đủ trong suốt sự kiện.

Phần kết luận

Chỉ số nhiệt độ dao động kết hợp với đầu ra PID ổn định là dấu hiệu điển hình của lỗi gián đoạn trong mạch cặp nhiệt điện chứ không phải là sự mất ổn định nhiệt thực sự bên trong trục lăn. Do tín hiệu cặp nhiệt điện hoạt động ở mức điện áp cực thấp nên ngay cả một biến đổi điện trở nhỏ do đầu cực lỏng, đầu nối bị oxy hóa hoặc sợi dây bị đứt cũng có thể tạo ra sự dao động nhiệt độ đáng kể trên màn hình bộ điều khiển.

Chẩn đoán hiệu quả đòi hỏi phải kiểm tra vật lý một cách có hệ thống mọi điểm kết nối giữa cảm biến cặp nhiệt điện và đầu vào bộ điều khiển. Sự ăn mòn của đầu nối, vít đầu cực bị lỏng, dây nối dài bị hỏng và dây dẫn bị ứng suất cơ học đều phải được kiểm tra cẩn thận. Trong xử lý sự cố thực tế tại hiện trường, thử nghiệm lắc lư đơn giản thường vẫn là phương pháp nhanh nhất và đáng tin cậy nhất để phát hiện và xác định vị trí lỗi gián đoạn.

Các hệ thống điều khiển hiện đại có thể chứa các thuật toán tiên tiến, điều chỉnh PID chính xác và các thiết bị điện tử phức tạp, nhưng độ ổn định của toàn bộ quá trình nhiệt vẫn có thể phụ thuộc vào tính toàn vẹn của một sợi dây nhỏ được cố định bên dưới một ốc vít nhỏ.