Hoe wordt over-{0}}temperatuurpreventie ingebouwd in een verwarmingsregelsysteem? 11 september 2019

Bij het verwarmen van bijtende of gevoelige stoffen is een grote zorg dat "Mijn hoofdcontroller zou kunnen falen." Wat kan worden gedaan om oververhitting te stoppen voordat de PTFE-verwarmer het proces of zichzelf schaadt? Uit deze vraag blijkt dat u goed inzicht heeft in de risico’s die het runnen van een onderneming met zich meebrengt. Je moet niet slechts één onderdeel, hoe goed het ook is, als je enige verdedigingslinie vertrouwen. In goed-ontworpen verwarmingssystemen wordt bescherming tegen te hoge- temperaturen bereikt met behulp van een gelaagde, redundante strategie in plaats van slechts één regelmechanisme.

Veiligheidslimiet versus controle-instelpunt
Het eerste dat u moet weten, is het verschil tussen een veiligheidslimiet en een regelinstelpunt. Het regelinstelpunt is een onderdeel van de lus dat normaal draait. Een PID-temperatuurregelaar zorgt ervoor dat alles soepel verloopt door de waargenomen temperatuur te vergelijken met het gewenste instelpunt en het verwarmingsvermogen indien nodig te wijzigen. Het doel is om accuraat en snel te zijn.

Een veiligheidslimiet daarentegen is er alleen om te voorkomen dat dingen gevaarlijk worden. Er wordt niet geprobeerd de temperatuur stabiel te houden. In plaats daarvan werkt het als een onafhankelijke uitschakeling die alleen in werking treedt als een bepaalde temperatuur wordt bereikt. Kortom, de veiligheidslimiet is een vangrail die op zichzelf werkt, los van het hoofdbesturingssysteem.

Deze verdeling van verantwoordelijkheden is van groot belang. Als één sensor of controller zowel regeling als beveiliging uitvoert, kan het hele systeem falen als het faalt.

Het gelaagde veiligheidsidee
De meeste industriële verwarmingssystemen hebben verschillende veiligheidslagen, die elk zijn gebouwd om een ​​specifiek type storing op te vangen. De procescontroller, die gewoonlijk een PID-controller is, is de belangrijkste laag die de normale bedrijfstemperatuur behoudt.

De volgende laag is een gadget die op zichzelf beschermt tegen oververhitting. Dit kan een temperatuurlimietregelaar zijn met een eigen sensor, of het kan een mechanische thermische uitschakeling zijn die in de verwarming is ingebouwd. Deze laag werkt zelfs als de hoofdregellus kapot gaat, omdat deze op geen enkele manier met de hoofdcontroller is verbonden.

In toepassingen met een hoger risico kunnen andere lagen worden toegevoegd, waaronder extra sensoren, vergrendelingen die zijn aangesloten op stromings- of niveauschakelaars, of noodstopcircuits die over het hele systeem werken. Elke laag maakt het minder waarschijnlijk dat één fout leidt tot schade aan apparatuur of een veiligheidsprobleem.

Speciale sensoren en temperatuurlimietregelaars
Een van de meest voorkomende secundaire beveiligingsapparaten is een temperatuurlimietregelaar. Meestal heeft deze een vaste maximumtemperatuur in plaats van een variabel setpoint, wat anders is dan bij een PID-regelaar. De controller schakelt de stroom naar de verwarming onmiddellijk uit als de gedetecteerde temperatuur boven deze limiet komt. Meestal moet de verwarming met de hand worden gereset.

Deze controllers gebruiken vaak een andere sensor dan de primaire regelkring, wat erg belangrijk is. Deze sensor kan dichter bij het verwarmingsoppervlak of op een herkend heet punt worden geplaatst, waardoor het gemakkelijker wordt om te detecteren wanneer de temperatuur te snel stijgt. Zelfs als een PID-regelaar uitvalt of verkeerd is ingesteld, werkt de veiligheidslimiet nog steeds omdat deze op zichzelf werkt.

De mogelijkheid om handmatig te resetten is een cruciale functie. Hierdoor kan de operator onderzoeken wat de oorzaak van de te hoge -temperatuur heeft veroorzaakt, in plaats van dat het systeem zichzelf opnieuw opstart, waardoor het probleem zich opnieuw zou kunnen voordoen.

Ingebouwde thermische beveiligingen
Bij sommige PTFE-verwarmingsbuizen is extra bescherming ingebouwd in de verwarmingseenheid. Thermische zekeringen of bimetaal thermische beveiligingen zijn gemaakt om het elektrische circuit permanent of tijdelijk te onderbreken wanneer een bepaalde temperatuur wordt bereikt.

Deze apparaten beschermen je alleen mechanisch. Ze hebben geen sensoren, bedrading of besturingslogica van buitenaf nodig. Dit maakt ze uiterst nuttig als laatste verdedigingslinie tegen zeer slechte situaties zoals droogschieten, verlies van vloeistofniveau of grote besturingsfouten.

Maar ingebouwde- thermische beveiliging moet worden gezien als een aanvulling en niet als vervanging. Sommige apparaten hebben een nieuwe verwarming nodig zodra ze worden ingeschakeld, en ze bieden niet dezelfde mate van supervisie op proces-niveau als externe controllers.

Extra controle en "stem"-ideeën
In systemen die zeer geavanceerd zijn of veel geld waard zijn, kan de redundantie verder gaan dan slechts één back-upapparaat. Het besturingssysteem kan de metingen vergelijken van twee sensoren die dezelfde plek meten. Als de metingen te ver uit elkaar liggen, geeft het systeem een ​​alarm of schakelt het uit. Deze methode helpt bij het opsporen van sensordrift of defecten voordat de temperatuur gevaarlijk wordt.

Sommige complexere systemen kunnen eenvoudige stemlogica gebruiken, wat betekent dat twee van de drie signalen het eens moeten zijn voordat het systeem kan blijven werken. Dit soort ontwerpen zijn typischer voor grote procesindustrieën, maar het basisidee is hetzelfde: er mag geen enkel faalpunt zijn dat het systeem onveilig maakt.

Dingen om over na te denken bij het implementeren en testen
Het maken van veiligheidslagen is slechts een deel van de oplossing. Regelmatig testen is net zo cruciaal. Bij de inbedrijfstelling en daarna op regelmatige basis moeten de temperatuurlimietregelaars worden geïnspecteerd om er zeker van te zijn dat ze goed afsluiten. Controleer de sensoren op roest, ophoping van coating of mechanische schade die hun reactie zou kunnen vertragen.

Het is ook belangrijk om duidelijke registraties te hebben van de veiligheidsinstelpunten. Veiligheidslimieten moeten zo worden ingesteld dat ze hoger zijn dan de typische bedrijfstemperaturen, maar lager dan niveaus die de verwarmer, het procesmedium of andere apparatuur in de buurt kunnen beschadigen. beperkingen die te hoog zijn voor de veiligheid schieten hun doel voorbij, en beperkingen die te laag zijn voor de veiligheid kunnen onnodige reizen veroorzaken.

Laatste gedachten
Eén enkele controller of functie biedt geen bescherming tegen over- temperatuur in verwarmingssystemen. Het hangt af van het hebben van back-ups, onafhankelijk zijn en een zorgvuldig systeemontwerp. Een primaire PID-controller zorgt ervoor dat alles normaal blijft draaien, en als er iets misgaat, staan ​​onafhankelijke veiligheidslimieten, thermische uitschakelingen en andere controllers klaar om in te grijpen. In de huidige thermische systeemtechniek is de beste manier om je te verdedigen tegen corrosieve vloeistoffen, hoge temperaturen of grote veiligheidsbedreigingen het gebruik van een meer-laags beschermingsplan dat zowel elektrische als mechanische beveiliging omvat.