Isu Biasa dalam Automasi Perindustrian

Dalam automasi perindustrian, jurutera sering menghadapi ketidaksesuaian antara bacaan pemancar lapangan dan nilai yang dipaparkan pada sistem bilik kawalan seperti PLC atau DCS. Isu ini, walaupun biasa, boleh mempunyai pelbagai punca asas. Memahami punca-punca ini adalah penting untuk mengekalkan kawalan proses yang tepat dan memastikan prestasi sistem yang boleh dipercayai.

Ketidaksesuaian Konfigurasi Antara Pemancar dan DCS

Salah satu punca paling kerap ketidaksesuaian bacaan adalah konfigurasi julat yang tidak betul.
Contohnya, jika pemancar suhu dikalibrasi untuk 0–250 °C tetapi julat DCS ditetapkan kepada 0–200 °C, paparan bilik kawalan akan menunjukkan nilai yang tidak tepat berbanding paparan di lapangan.

Untuk mengelakkan ini, sentiasa pastikan kedua-dua pemancar dan kad input analog DCS atau PLC berkongsi tetapan LRV (Nilai Julat Bawah) dan URV (Nilai Julat Atas) yang sama. Konfigurasi yang konsisten di antara peranti memastikan penskalaan yang tepat dan menghapuskan punca ketidaksesuaian yang paling biasa.

Apabila Konfigurasi Betul Tetapi Bacaan Masih Berbeza

Kadangkala, walaupun kedua-dua konfigurasi sepadan dengan sempurna, ketidaksesuaian masih berlaku. Ini sering disebabkan oleh penurunan arus gelung 4–20 mA—isu halus tetapi berkesan dalam penghantaran isyarat analog.

Walaupun piawaian 4–20 mA secara teori mengekalkan arus tetap sepanjang gelung, keadaan praktikal seperti rintangan kabel yang tinggi atau sambungan yang lemah boleh menyebabkan penurunan kecil tetapi boleh diukur.

Punca Biasa Penurunan Arus Gelung 4–20 mA

Penyumbang biasa kepada penurunan isyarat termasuk:

• Rintangan tinggi dalam kabel utama atau cabang

• Gelung bumi dan pelindung yang lemah

• Kalibrasi output pemancar atau kad input DCS yang tidak betul

• Modul input analog beresolusi rendah atau tidak dikalibrasi

• Terminal yang longgar atau berkarat

• Gangguan elektrik atau EMF terhasil dari peralatan berdekatan

Walaupun penurunan kecil—contohnya 0.01 mA—boleh menyebabkan penyimpangan ketara dalam nilai proses yang dipaparkan, terutamanya dalam sistem dengan julat pengukuran yang besar.

Mengukur dan Mengesahkan Penurunan Arus Gelung

Untuk mengenal pasti sama ada penurunan arus adalah punca masalah, jurutera boleh mengikuti langkah berikut:

1. Ukur arus gelung menggunakan multimeter yang dikalibrasi disambungkan secara bersiri.

2. Bandingkan bacaan antara multimeter dan output HART dalaman pemancar.

3. Nilai perbezaan: jika HART pemancar menunjukkan 6.00 mA tetapi multimeter menunjukkan 5.99 mA, terdapat kehilangan gelung sebanyak 0.01 mA.

Paparan HART kekal tepat kerana ia membaca data digital terus dari CPU pemancar, memintas laluan isyarat analog. DCS, bagaimanapun, menerima arus analog, menjadikannya terdedah kepada kehilangan kecil dalam gelung.

Contoh 1: Aplikasi Julat Rendah

Fikirkan tentang pemancar tekanan dengan julat 0–10 kg/cm².
Jika pemancar menunjukkan 1.25 kg/cm² di lapangan (bersamaan 6 mA), tetapi bilik kawalan membaca 1.24375 kg/cm² (bersamaan 5.99 mA), ralat adalah 0.00625 kg/cm² atau 0.06%.

Dalam kebanyakan aplikasi julat rendah, perbezaan kecil sebegini boleh diterima. Kelas ketepatan sistem dan resolusi paparan menentukan sama ada perbezaan tersebut bermakna.

Contoh 2: Aplikasi Julat Tinggi

Sekarang, fikirkan tentang pemancar aliran flare dengan julat 0–150,000 kg/jam.
Penurunan 0.01 mA (6.00 mA berbanding 5.99 mA) menyebabkan penyimpangan 93.75 kg/jam antara bacaan lapangan dan bilik kawalan.
Walaupun peratusan ralat hanya 0.06%, perbezaan mutlak adalah besar. Untuk pemancar julat tinggi, walaupun penurunan isyarat kecil boleh menjejaskan pengiraan imbangan jisim dan pemantauan prestasi.

Mengapa Penurunan Arus Gelung Penting

Walaupun penurunan 0.01 mA nampak kecil, ia boleh menyebabkan ketidakcekapan proses atau salah tafsir dalam aplikasi kritikal seperti pemindahan hak milik, pengukuran tenaga, atau pemantauan pelepasan. Pemeriksaan berkala gelung analog adalah penting untuk mengekalkan kebolehpercayaan sistem.

Selain itu, apabila kilang mengguna piawaian komunikasi digital (contohnya Foundation Fieldbus, Profibus PA, atau sistem berasaskan Ethernet), isu sebegini dapat dikurangkan—tetapi banyak sistem lama masih bergantung pada gelung analog, menjadikan pengetahuan ini penting untuk jurutera instrumentasi.

Wawasan Jurutera

Berdasarkan pengalaman lapangan, integriti gelung harus disahkan semasa setiap kitaran penyelenggaraan pencegahan. Menggunakan alat kalibrasi tepat, memastikan pembumian yang betul, dan menggantikan kabel yang sudah tua boleh mengurangkan isu ketidaksesuaian dengan ketara.
Selain itu, pemancar pintar moden dengan ciri diagnostik boleh memberi amaran kepada pengguna tentang kemerosotan gelung arus, meningkatkan strategi penyelenggaraan ramalan dalam automasi kilang dan sistem kawalan proses.

Penyelesaian Praktikal dan Senario Aplikasi

• Kalibrasi Berkala: Sahkan penskalaan pemancar dan DCS setiap tahun.

• Pengurusan Kabel: Gunakan pasangan terlilit bertutup dan pastikan pembumian yang betul.

• Pengesahan Digital: Gunakan diagnostik HART atau Fieldbus untuk mengesan ketidaksesuaian awal.

• Aplikasi Kritikal: Pertimbangkan protokol komunikasi digital di mana kehilangan isyarat dapat dihapuskan.

Kesimpulan

Ketidaksesuaian bacaan antara pemancar lapangan dan sistem bilik kawalan terutamanya disebabkan oleh kesilapan konfigurasi atau penurunan arus gelung. Walaupun variasi arus yang minimum boleh menyebabkan penyimpangan nilai proses yang ketara, terutamanya pada pemancar julat luas. Dengan mengekalkan kalibrasi tepat, integriti gelung yang betul, dan pengesahan berkala, jurutera dapat memastikan pengukuran yang tepat dan boleh dipercayai di seluruh rangkaian sistem kawalan.