자동화 및 프로세스 제어 루프 문제를 해결하는 더 나은 방법

계측기 및 자동화 기술자는 가능한 한 최소한의 시간을 사용하면서 계측 루프 및 I/O가 최대 효율로 작동하도록 유지해야 하는 끊임없는 도전에 직면해 있습니다.

Fluke가 2007년에 771mA 클램프 미터를 처음 출시했을 때 기술자들은 회로를 차단하지 않고 루프 전류를 측정하면 상당한 시간을 절약할 수 있다는 사실을 알게 되었습니다. 이제 새로운 772 및 773 모델은 더 많은 시간을 절약할 수 있습니다. 루프 교정기의 기능을 통합함으로써 이러한 고급 도구를 통해 기술자는 현장에서 문제를 해결할 수 있습니다.

제어 루프 문제 추적
제어 루프 문제의 첫 번째 표시는 종종 작업자가 "밸브 불량인 것 같습니다" 또는 "이 루프가 예전 방식으로 응답하지 않습니다." 두 경우 모두 문제 해결을 시작하라는 기술자의 신호입니다.

첫 번째 단계는 디지털 멀티미터(DMM)와 직렬로 연결된 루프를 끊거나 Fluke 771과 같은 mA 클램프 미터를 사용하고 루프 전류 값을 확인하여 4-20mA 신호를 측정하는 것입니다. 측정된 루프 전류가 예상과 다른 경우 세 가지 원인이 있을 수 있습니다. 와이어 파손/연결 해제/단락, 루프 전원 공급 장치 불량 또는 계측 오류입니다.

전선에 문제가 없으면 DMM(또는 773 클램프 미터)을 사용하여 루프 전원 공급 장치를 확인하십시오. 전원 공급 장치에 출력이 표시되지 않으면 미터의 24볼트 루프 전원 기능을 사용하여 이를 대체하십시오. 루프가 제대로 작동하면 문제의 원인이 분명합니다.

배선 및 전원 공급 장치가 모두 확인되면 송신기를 확인할 차례입니다. 루프 교정기, 공정 교정기 또는 다기능 클램프 온 미터가 있는 경우 mA 시뮬레이션 모드를 사용하여 트랜스미터를 대체하십시오. 루프가 요청한 대로 수행되면 문제는 송신기에 있습니다. 그렇지 않은 경우 다른 곳에 있습니다.

최종 제어 요소(밸브 포지셔너 등)가 의심되는 경우 Fluke 772/3의 mA 소스/시뮬레이션 모드를 사용하여 응답에 대한 로컬 표시기를 보면서 신호를 공급하십시오.

루프 오작동
문제가 데드 루프가 아니라 부정확한 경우 PLC 또는 DCS의 불량 I/O 카드 또는 불량 최종 제어 요소(밸브 포지셔너의 I/P 등)가 있을 수 있습니다. 일반적으로 송신기, 로컬 또는 원격 표시기 또는 최종 제어 요소의 현장 점검을 수행하여 시작하는 것이 가장 좋습니다.

최종 제어 요소의 경우 클램프-온 미터를 사용하여 루프 전류를 측정하고 값을 밸브 또는 기타 최종 제어 요소의 로컬 위치 표시기와 비교합니다. 그 정보를 교환원에게 전달하여 발견 사항을 확인하십시오.

측정 루프의 경우 클램프 미터를 사용하여 루프 전류를 측정한 다음 조작자에게 제어 패널에 표시된 값이 실제 루프 전류와 얼마나 일치하는지 확인하십시오. 이렇게 하면 해당 특정 루프를 처리하는 PLC 또는 DCS I/O 카드를 빠르게 확인할 수 있습니다. 미터의 mA 소스/시뮬레이트 모드를 사용하여 알려진 신호를 제어실로 보내는 것도 가능합니다. 이전과 마찬가지로 연산자가 읽은 값을 루프의 실제 전류와 비교합니다.

일부 루프는 기술자가 관찰하는 동안 발생하지 않는 경향이 있는 무작위 변동 또는 간헐적 결함을 보여줍니다. 여기서 해결책은 스케일링된 mA 출력이 있는 클램프 미터를 사용하는 것입니다. 이 모드에서 미터는 회로를 차단하지 않고 루프의 전류를 측정하고 동일하고 격리된 mA 출력을 생성합니다. 로깅 기능을 사용하여 해당 출력을 DMM에 공급합니다. DMM이 시간 경과에 따라 기록할 수 있도록 하면 모든 방해가 기록됩니다.

현장 점검 및 공장 시운전
Fluke 771과 같은 클램프 온 루프 전류계를 사용하여 시작하여 아무 것도 분리하지 않고 몇 초 만에 각 루프의 전류를 확인하십시오. 루프가 작동하지 않는 경우 다기능 클램프 미터를 사용하여 신속하게 진단 작업을 수행할 수도 있습니다. 일부 루프에 전류가 없으면 일반적인 문제 해결로 이동합니다. 배선, 전원 공급 장치 및 제어 시스템의 I/O 카드를 확인합니다(미터를 사용하여 신호를 I/O에 주입한 다음 운영자에게 연락 그가 무엇을 보는지 묻기 위해). 운영자가 전송되는 내용에 동의하면 트랜스미터 자체에 문제가 있을 수 있습니다. 트랜스미터 자체 또는 새 설치인 경우 트랜스미터에 센서 입력을 잘못 배선했을 수 있습니다.

DCS 및 PLC I/O 카드 확인
mA 프로세스 클램프 미터는 PLC(프로그래밍 가능한 논리 컨트롤러) 및 DCS(분산 프로세스 제어 시스템)에서 입력/출력 카드의 작동을 확인하기 위한 정확한 신호 소스로 사용할 수 있습니다. 4-20mA 입력 카드의 경우 프로세스 루프를 분리하고 미터의 mA 소스 모드를 사용하여 알려진 신호 값(0의 경우 4.0mA, 50%의 경우 12mA - 미터의 25% 단계 기능 사용 및 20.0mA의 경우 100%)를 측정하고 작업자의 판독값에 표시된 값과 비교합니다. 전압 입력 카드(1V ~ 5V 또는 0V ~ 10V)는 미터의 전압 소스 기능을 사용하여 유사한 방식으로 확인됩니다.

밸브 포지셔너 점검
밀리암페어 클램프 미터는 예방 유지보수 프로그램의 일환으로 전자 밸브 포지셔너의 정기적인 현장 점검에 사용할 수 있습니다. 제조업체별 지침을 고려하여 입력이 변경될 때 밸브 스템 위치, 기계적 위치 표시기 또는 유량 표시기를 관찰하면서 Fluke 772/3을 신호 소스로 사용하여 빠른 작동 확인을 수행하십시오.

L2 Systems의 현장 서비스 관리자인 Mitch Stewart는 mA 프로세스 클램프 미터의 4-20 소싱 출력을 사용하여 PLC의 프로세스 출력이 작동하지 않을 때 제어 밸브를 열고 닫는다고 말했습니다.

"제어 밸브에서 PLC의 출력을 차단하고 (미터)를 제어 밸브에 연결하고 밸브의 I/P가 올바르게 작동하는지 확인하기 위해 밸브를 열고 닫았습니다."라고 그는 설명합니다.

일반적인 방법은 미터를 4-20mA 소스/시뮬레이션 모드로 설정하고 밸브 포지셔너의 입력 단자에 연결하는 것입니다. 미터를 출력 4mA로 설정하고 포지셔너가 안정될 때까지 기다립니다. 그런 다음 다른 손으로 밸브 스템을 만져 움직임의 징후가 있는지 확인하면서 4.0mA에서 약 3.9mA 사이의 작은 증분으로 전류를 변경합니다. 포지셔너의 영점 조정을 사용하여 이 두 가지 현재 설정 사이의 영점 이동을 조정합니다.

다음으로 전류를 4mA에서 약 4.1mA로 늘리거나 줄입니다. 밸브 스템이 ~4.1mA 설정 이상으로 움직이기 시작하고 4mA에서 완전히 닫혀 있는지 확인합니다. Span은 미터를 20mA, ~19.9mA 및 ~20.1mA로 설정하여 유사하게 확인할 수 있으며 선형성은 미터의 25% 단계 기능을 사용하여 확인할 수 있습니다.

루프 아이솔레이터 확인
루프 아이솔레이터를 확인하려면 mA 입력 신호를 장치에 적용하고 클램프 온 전류 측정 기능을 사용하여 4-20mA 출력을 측정합니다. 773의 이 2채널 동시 소싱/측정 기능은 4-20mA를 사용하여 위치를 보고하는 밸브에도 사용할 수 있습니다.

VFD 확인
가변 주파수 드라이브(VFD)는 컨베이어 시스템 및 공작 기계는 물론 공정 애플리케이션에서 모터, 송풍기 및 팬에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 제어 입력은 일반적으로 전압(1V ~ 5V 또는 0V ~ 10V) 또는 전류(4mA ~ 20mA)입니다. mA 프로세스 클램프 미터는 신호를 공급하여 기술자가 결과를 관찰하는 동안 정상적인 입력을 시뮬레이션할 수 있습니다.

빠른 보정
루프 교정기로 분류되지는 않지만 오늘날의 mA 프로세스 클램프 미터는 0.2%의 정확도를 자랑하며 빠른 교정 확인에 사용할 수 있으며 필요한 기기 수를 줄일 수 있습니다.

예를 들어, 벤치에서 공정 트랜스미터를 확인하려면 일반적으로 루프 전원 공급 장치와 트랜스미터의 4-20mA 출력을 판독하기 위한 기기(펌프 및 별도의 압력 표준 제외)가 필요합니다. 그러나 오늘날의 mA 프로세스 클램프 미터를 사용하면 트랜스미터에 전원을 공급하고 출력을 읽을 수 있습니다.

Puget Sound Energy의 유지보수 엔지니어인 Paul Jusak은 "이 작은 장치로 별도의 전원 공급 장치를 끌 필요 없이 해당 기능을 수행할 수 있습니다."라고 말합니다.

요약
오늘날의 mA 프로세스 클램프 미터는 여러 개별 기기를 교체할 수 있기 때문에 기기 및 자동화 기술자가 문제 해결에 많은 시간을 절약할 수 있습니다. 기술자는 더 이상 장비를 구입하기 위해 상점에 다시 15분을 보낼 필요가 없습니다. 왜냐하면 그가 가지고 다니는 하나의 장비가 필요한 모든 기능을 수행하기 때문입니다.

또한 Jusak은 다음과 같이 덧붙입니다. “주머니에 두 개의 도구가 있는 대신 이제 모든 4-20mA 루프 교정 및 문제 해결을 위해 주머니에 하나의 도구가 있습니다. 그것은 나에게 매우 편리합니다.”

이 기사는 Fluke Corporation에서 제공했습니다. 자세한 내용은 http://us.fluke.com을 참조하십시오.