Endüstriyel otomasyon ve süreç kontrol sistemlerinde, ayar noktaları ve alarmlar işletme güvenliği ve verimliliğinin korunmasında hayati bir rol oynar. Bu parametreler, cihazların süreç sapmalarını önlemek için düzeltici eylemler veya uyarılar tetiklediği zamanları belirler. Ayar noktalarının doğru doğruluk ve payla yapılandırılmasını anlamak, güvenilir kontrol sistemi performansı için gereklidir.

Endüstriyel Kontrolde Ayar Noktaları ve Alarmların Anlaşılması

Ayar noktaları, bir cihazın veya kontrol sisteminin yanıt başlattığı belirli değerleri tanımlar—örneğin kapanmayı etkinleştirmek, alarm vermek veya güvensiz çalışmayı önlemek gibi.  PLC ve DCS tabanlı kontrol sistemlerinde, ayar noktaları basınç, sıcaklık, akış ve seviye gibi temel süreç değişkenlerine uygulanır.

Örneğin, ana buhar hattındaki basınç vericileri sistem bütünlüğünü izler. Basınç tanımlı bir ayar noktasının altına düşerse, kontrol sistemi otomatik olarak valfleri kapatma veya güvenlik kilitlerini etkinleştirme gibi düzeltici eylemleri başlatır. Doğru yapılandırma hem ekipman korumasını hem de personel güvenliğini sağlar.

Ayar Noktası Payı ve Doğruluğunun Önemi

 Ayar noktası ile  teknik özellik sınırı arasındaki pay çok önemlidir. Bu pay, cihaz hataları, sensör kayması, titreşim ve çevresel faktörleri hesaba katar. Paylar çok küçük olduğunda veya ayar noktası izin verilen maksimum sınırla eşit olduğunda, ölçüm hatalarına tolerans kalmaz ve güvensiz çalışma riski artar.

Ayrıca, yanlış kalibrasyon veya kötü tasarım, ölçülen parametrenin güvenli sınırların dışına kaymasına neden olabilir. Yeterli ayar noktası payı sağlamak, yanlış alarmları önler ve değişken tesis koşullarında tutarlı performans sağlar.

Yazar görüşü: Birçok süreç kazası, arızalı ekipmandan değil, yeterli güvenlik payı içermeyen kötü yapılandırılmış ayar noktalarından kaynaklanır.

Ayar Noktası Kayması ve Doğruluk Kaybının Yaygın Nedenleri

Ayar noktası kayması genellikle cihaz tasarım sınırlamaları, mekanik aşınma veya yetersiz kalibrasyon yöntemlerinden kaynaklanır. Zamanla, sensörlerin  girdi-çıktı ilişkisi değişir ve ölçümler kayar. Kalibrasyon aralıkları çok uzun olursa, biriken kayma ayar noktasını etkisiz hale getirebilir.

Çevresel koşullar da önemli rol oynar. Sıcaklık değişimleri, nem ve titreşim sensör doğruluğunu etkileyebilir. Siemens, Yokogawa veya Honeywell gibi üreticilerin kanıtlanmış  uzun vadeli kararlılığa sahip endüstriyel sınıf cihazları kullanmak, kayma etkilerini azaltmaya yardımcı olur.

Kontrol Sistemi Kalibrasyonunda Temel Tanımlar

Ayar noktası yapılandırmasını net anlamak için aşağıdaki terimleri bilmek önemlidir:

• Cihaz Doğruluğu: Ölçülen değerin gerçek süreç değeriyle ne kadar uyumlu olduğu.

• Kayma: Sabit girdi altında cihaz çıktısının zamanla yavaşça değişmesi.

• Pay: Çalışma ve sınır koşulları arasındaki boşluk.

• Aralık: Minimum ve maksimum süreç değerleri arasındaki ölçülebilir mesafe.

• Güvenlik Sınırı: Hasar veya güvensiz çalışmayı önlemek için gereken sınır koşulu.

• Ölçüm Aralığı: Üst ve alt ölçüm sınırları arasındaki sayısal fark.

• Teknik Özellik Sınırı: Güvenli çalışma sınırını belirleyen düzenleyici veya tasarım kısıtlaması.

Güvenli ve Güvenilir Ayar Noktaları Tasarlamak

 Güvenlik açısından kritik sistemlerde—örneğin basınç kapları, türbinler veya reaktörleri koruyan sistemlerde—ayar noktaları ölçüm belirsizliği ve kalibrasyon kayması için pay içermelidir. Kontrol mühendisleri ayar noktalarını şu kriterlere göre hesaplamalıdır:

• Cihaz doğruluğu ve tekrarlanabilirlik

• Beklenen çevresel koşullar

• Kalibrasyonlar arasındaki zaman aralığı

• Sistem titreşimi ve süreç kararlılığı

Tüm ayar noktaları, güvenilir ölçümler için cihaz aralığının kullanılabilir kısmı içinde olmalıdır. Cihazlar, gerçek çalışma koşullarında doğruluğu sağlamak için özellikle ayar noktası değerinde kalibre edilmelidir.

Uygun Cihaz Aralığını Seçmek

Bir kontrol sistemi tasarlarken, beklenen süreç koşullarını rahatça kapsayan bir cihaz aralığı seçin. Ayar noktasını ölçeğin üst veya alt ucuna yakın yerleştiren aralıklardan kaçının; doygunluk veya doğrusal olmayanlık ölçümleri bozabilir ve kontrol doğruluğunu azaltabilir.

Yazar görüşü: İyi seçilmiş bir aralık, sadece hassasiyeti artırmakla kalmaz, aynı zamanda cihazın aşırı yüklenmesini veya aşırı devinimini önleyerek hizmet ömrünü uzatır.

Doğruluk ve Mekanik Bütünlüğü Korumak

Yüksek titreşim, basınç döngüsü veya aşırı sıcaklık gibi zorlu endüstriyel ortamlara maruz kalan cihazlar,  yumuşatma, gerilme giderme veya sertleşme gibi etkilerden korunmalıdır. Uygun tasarlanmazsa, bu fiziksel etkiler mekanik şekil bozukluğuna ve doğruluk kaybına yol açabilir.
Üreticiler genellikle bu koşulları  tasarım doğrulaması ve çevresel testlerle kontrol ederek endüstriyel uygulamalarda uzun vadeli güvenilirlik sağlar.

Ayar Noktası Ayarlarının Güvence Altına Alınması

Her cihazın ayar noktası ayar mekanizması, titreşim veya insan hatası nedeniyle istem dışı değişiklikleri önlemek için mekanik veya idari kilit cihazına sahip olmalıdır. Güvenli bir ayar sistemi, kalite yönetimi protokolleri kapsamında her değişikliğin belgelenmesini sağlayarak izlenebilirliği destekler.

Modern dijital cihazlarda, fiziksel kilitlerin yerini şifre koruması veya elektronik denetim izi gibi yazılım tabanlı güvenlik önlemleri almıştır. Bu yaklaşım,  endüstriyel siber güvenlik ve düzenleyici uyumda en iyi uygulamalarla uyumludur.

Ayar Noktası Değerlerinin Belgelendirilmesi ve Doğrulanması

Her ayar noktası seçimi, pay varsayımları, beklenen kayma oranı ve kalibrasyon aralıkları dahil olmak üzere belgelenmelidir. Bu kayıtlar,  güvenlik sistemi analizinin bir parçasını oluşturur ve IEC 61511 ile ISO 13849 gibi düzenleyici standartlara uyumu sağlar.

Tutarlı belgelemeler, bakım ekiplerinin performans eğilimlerini izlemesine ve sensör bozulmasının erken işaretlerini tespit etmesine olanak tanır.

Endüstriyel Otomasyonda Uygulama Senaryoları

Örnek 1: Buhar Basıncı Koruma Sistemi
Bir basınç vericisi, nominal basıncın %90’ının altına düşüşü algılar. PLC, ana buhar hattını izole etmek için kapatma dizisini başlatır ve ekipman hasarını önler.

Örnek 2: Reaktör Sıcaklık Kontrolü
Sıcaklık ayar noktaları, termokupl kaymasını hesaba katmak için ±2°C pay ile yapılandırılır. Otomatik kalibrasyon, uzun üretim süreçlerinde hassas ısıl kontrol sağlar.

Örnek 3: Pompa Motor Aşırı Yük Alarmı
DCS, motor akımını önceden belirlenmiş bir sınırla karşılaştırır. Akım ayar noktasını 3 saniyeden fazla aşarsa, sistem alarm verir ve motor hızını düşürür.

Sonuç

Doğru ayar noktası yapılandırması ve alarm yönetimi,  güvenli ve verimli kontrol sistemi işletimi için temel unsurlardır. Mühendisler, güvenilir ayar noktaları oluşturmak için cihaz doğruluğu, çevresel etkiler ve kayma oranlarını dikkate almalıdır. Düzenli kalibrasyon, belgelemeler ve tasarım doğrulamaları uyumu sağlar ve plansız duruşları önler.

Disiplinli bir ayar noktası yönetimi yaklaşımı, modern endüstriyel otomasyon sistemlerinde tesis güvenliğini, ekipman ömrünü ve işletme tutarlılığını artırır.