ادغام ترموکوپل ها با کنترلرها بیشتر از وصل کردن یک کانکتور است-شامل تطبیق امپدانس، تهویه سیگنال، جبران اتصال سرد-و اتصال زمین مناسب است. یکپارچگی ضعیف می تواند حتی دقیق ترین سنسور را بی فایده کند. این مقاله بهترین شیوه ها را برای یکپارچه سازی ترموکوپل-کنترل کننده بدون درز پوشش می دهد.
مبانی تهویه سیگنال ترموکوپل یک سیگنال میلی ولت متناسب با اختلاف دما بین اتصال گرم و سرد آن (نقطه اتصال به کنترلر) تولید می کند. ماژول ورودی کنترلر این ولتاژ را تقویت می کند، جبران اتصال سرد (CJC) را با استفاده از یک سنسور دمای محلی اعمال می کند و به خوانش دما دیجیتال تبدیل می کند. یکپارچه سازی باید اطمینان حاصل کند که CJC دقیق است و سیگنال در اثر نویز یا عدم تطابق امپدانس تخریب نمی شود.
تطبیق امپدانس و امپدانس ورودی. سیگنال های ترموکوپل سطح{1} پایینی هستند (معمولاً 5-20 میلی ولت). امپدانس ورودی کنترلر باید زیاد باشد (بیشتر یا مساوی 1 MΩ) تا از بارگذاری مدار ترموکوپل جلوگیری شود. امپدانس ورودی پایین باعث خطاهای اندازه گیری می شود. مشخصات کنترلر خود را بررسی کنید. کنترلکنندههای مدرن دارای ورودیهای دیفرانسیل{8}}امپدانس بالا هستند. برای سیم های سربی بلند، امپدانس ورودی حتی بالاتر برای جلوگیری از افت ولتاژ مفید است.
جبران سرد- اتصال. اتصال سرد بلوک ترمینال داخل کنترلر است که سیم های سرب ترموکوپل در آن وصل می شوند. کنترلر این دمای پایانه را اندازه گیری می کند و آن را به ولتاژ ترموکوپل اضافه می کند تا دمای اتصال داغ واقعی را محاسبه کند. اگر سنسور CJC کنترلر دقیق نباشد یا دمای ترمینال به سرعت در نوسان باشد، خطاهایی رخ می دهد. از جریان هوای مناسب در اطراف ناحیه ترمینال کنترلر اطمینان حاصل کنید-از نصب آن در نزدیکی منابع گرما یا در مناطق دارای پیش ران خودداری کنید.
سیم پسوند و کانکتورها. از سیم ترموکوپل درجه{1} پسوندی استفاده کنید که با نوع ترموکوپل مطابقت داشته باشد (به عنوان مثال، سیم پسوند نوع K ترکیب آلیاژی مشابه ترموکوپل دارد، نه مس). از سیم مسی معمولی استفاده نکنید، زیرا اتصالات ترموکوپل اضافی ایجاد می کند. پین های رابط نیز باید از آلیاژ صحیح ترموکوپل باشند. کدگذاری رنگ باید سازگار باشد: برای نوع K، ژاکت بیرونی زرد. برای نوع J، مشکی. همیشه قطبیت را حفظ کنید: مثبت تا مثبت.
محافظ و زمین. سیگنال های ترموکوپل مستعد تداخل الکترومغناطیسی (EMI) از بخاری ها، موتورها و سایر تجهیزات کارخانه هستند. از کابلهای جفت تابدار محافظ-استفاده کنید. سپر باید فقط در یک انتها به زمین متصل شود-معمولاً در انتهای کنترلر- تا از حلقه های زمین جلوگیری شود. برای ترموکوپل های زمین نشده، غلاف از نظر الکتریکی ایزوله است. برای اتصال به زمین، به سپر متصل است. راهنمای کنترلر خود را برای توصیه های زمینی بررسی کنید. بسیاری از کنترل کننده های مدرن ورودی های ایزوله ای را ارائه می دهند که سیگنال های شناور را تحمل می کنند.
فیلتر ورودی و نرخ نمونه برداری کنترلرها از فیلتر دیجیتال یا آنالوگ برای حذف نویز استفاده می کنند. با این حال، فیلتر بیش از حد پاسخ را کند می کند. برای مناطق نازل که نیاز به پاسخ سریع دارند، فیلتر را روی مقدار کم (مثلاً 50 میلی ثانیه) تنظیم کنید. برای مناطق منیفولد، فیلتر بالاتر (200 میلی ثانیه) ممکن است قابل قبول باشد. نرخ نمونهبرداری-هر چند وقت یکبار کنترلکننده ترموکوپل را میخواند{10}}برای کنترل پویا باید حداقل 10 بار در ثانیه باشد. بسیاری از کنترلرها نمونه برداری 50 تا 100 هرتز را ارائه می دهند.
کالیبراسیون افست و مقیاس. پس از نصب، یک تنظیم افست کالیبراسیون انجام دهید. یک ترموکوپل مرجع کالیبره شده را در همان مکان قرار دهید (یا از شبیه ساز ترموکوپل استفاده کنید)، قرائت ها را مقایسه کنید، و افست را در کنترل کننده وارد کنید. اکثر کنترلکنندهها تنظیمات جابجایی هر{3} منطقه را مجاز میکنند. فقط به کالیبراسیون کارخانه سنسور اعتماد نکنید. عوامل خاص نصب- (به عنوان مثال، عمق سوراخ، گریس حرارتی) می توانند خوانش ها را جبران کنند.
پیکربندی زنگ هشدار هشدارهای ترموکوپل را به درستی پیکربندی کنید: هشدار دمای بالا-برای فرار از گرمکن، هشدار دمای پایین-برای مدار باز، و هشدارهای انحراف برای رانش. آستانه های مناسب برای فرآیند خود را تنظیم کنید. از هشدارهای بیش از حد حساس که باعث سفرهای مزاحم می شوند خودداری کنید. برای تشخیص خرابی ناگهانی ترموکوپل (مثلاً قطع شدن سیم) از آلارمهای نرخ-تغییر-استفاده کنید.
ارتباطات داده. برای سیستمهای تولید یکپارچه، کنترلکننده باید دادههای ترموکوپل را از طریق فیلدباس (مانند PROFINET، EtherNet/IP) به یک کامپیوتر مرکزی ارسال کند. اطمینان حاصل کنید که قالب داده و نرخ بهروزرسانی با الزامات MES/SCADA شما مطابقت دارد. برخی از کنترلرها امکان ثبت داده های تاریخی را به صورت داخلی می دهند که به ردیابی با کیفیت کمک می کند.
عیب یابی مشکلات ادغام. مشکلات رایج: خوانش های نامنظم-بررسی محافظ و زمین. آفست ثابت-تأیید نوع و قطبیت سیم پسوند. بدون خواندن-تداوم اتصال را بررسی کنید. پاسخ آهسته{4}}تنظیم فیلتر. از شبیه ساز ترموکوپل برای تست ورودی کنترلر مستقل از سنسور استفاده کنید. این مسئله مشکلات حسگر را از مشکلات ادغام متمایز می کند.
مستندات. نمودار سیم کشی را برای هر منطقه، از جمله تخصیص پین اتصال، نقاط اتصال به زمین محافظ، و هرگونه افست اعمال شده، ثبت کنید. این اسناد برای تعمیر و نگهداری و جایگزینی بسیار ارزشمند است.
