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Technologie

Prozess-Sicherheit

Der Geräteausfall ist nicht immer vorhersehbar. Unerwünschte Parameterwerte, schädliche externe Ereignisse und unbekannte mechanische Fehler können Prozessgeräte völlig hilflos machen. Die C2i™-Technologie ist in der Lage, inakzeptable Bedingungen zu beheben und bestimmte mechanische Fehler zu tolerieren, damit Ihr Prozess sicher und sicher läuft, bis der Fehler behoben werden kann.

Unerwünschte Parameterwerte

C2i Technology image 1Herkömmliche linear-resistente elektrische Heizelemente verwenden Magnesiumoxid (MgO), um die notwendige Durchschlagsfestigkeit oder elektrische Isolierung von der Heizspule zum äußeren Mantel bereitzustellen. Das MgO ist jedoch inhärent hygroskopisch, was bedeutet, dass es Feuchtigkeit auf natürliche Weise absorbiert. Wenn zu viel Feuchtigkeit das MgO verunreinigt, wird die dielektrische Festigkeit beeinträchtigt. Während längerer Inaktivitätszeiträume kann der Feuchtigkeitsgehalt eine sichere Grenze überschreiten, wodurch eine interne Lichtbogenbildung stattfinden kann, wenn das Element aktiviert wird. Wenn die Feuchtigkeit nicht entfernt wird, kann ein katastrophaler Heizungsausfall auftreten, der Geräte zerstören, ganze Prozesse abschalten und erhebliche Produktionsverluste verursachen kann.

Die Lösung für dieses Problem besteht in der Verwendung von Controllern mit ausgeklügelter C2i™-Parameterüberwachungstechnologie, die erkennt, wenn Heizelemente Feuchtigkeit enthalten, und verstehen, wie der Zustand behoben werden kann.

Die dielektrische Stärke eines Heizelements kann durch die Menge an Leckstrom in jedem Schaltkreis überwacht werden. Wenn sich die dielektrische Festigkeit verschlechtert, erhöht sich der Leckstrom, der in Milliampere (mA) gemessen wird. Hohe Leckstrompegel treten typischerweise beim Systemstart auf, da die Heizung lange genug abgeschaltet wurde, um Feuchtigkeit aufzunehmen. In diesem Fall erkennen Controller mit C2i™-Technologie den erhöhten Leckstrom und aktivieren einen von mehreren proprietären Soft-Start-Algorithmen, z. B. einen Strombegrenzungsausgang. Diese Steuerungsmethode reduziert die Ausgangsleistung auf ein sicheres Niveau, so dass keine Beschädigung der elektrischen Heizung auftritt, bis die Feuchtigkeit aus dem Element herausgetrieben wird. Sowohl die Ausgangsleistung als auch die Dauer des Soft-Start-Profils sind vom Benutzer programmierbar.

Für den Fall, dass der aktuelle Leckagepegel während des normalen Betriebs den maximal zulässigen Grenzwert überschreitet, reduzieren unsere branchenüblichen C2i™-Technologie-Controller automatisch die Ausgangsleistung auf 15% und schalten den Steuerungs- Zündmodus von Null auf Winkel um. Die Steuerung bleibt in diesem Steuermodus, bis der Leckstromparameterwert auf einen sicheren Wert zurückkehrt.

Durch die Verwendung von Controllern mit C2i™-Technologie in Anwendungen, in denen Feuchtigkeit schädlich sein kann, wird die Lebensdauer des Heizelements erheblich verlängert, die Systemsicherheit und die Prozessintegrität werden erheblich verbessert und die Betriebskosten gesenkt.

Schädliche externe Ereignisse

Ereignisse außerhalb des Prozesses, wie plötzliche signifikante Strom- oder Spannungsstöße, können elektronische und mechanische Komponenten beschädigen und für die Prozessausrüstung nachteilig sein, was zu einem ungeplanten Herunterfahren des Systems führt.

In Anwendungen mit intermittierenden Kurzschlüssen und Spannungsüberlastungen können Chromalox-Leistungssteller mit C2i™-Technologie diese Ereignisse verwalten und so programmiert werden, dass die Stromversorgung automatisch oder manuell wiederhergestellt wird, wenn der Fehler behoben wurde. Diese Controller überwachen kontinuierlich den Laststrom und isolieren das Leistungsschaltgerät sofort, wenn die Last einen voreingestellten Schwellenwert überschreitet. Die Steuerung wechselt automatisch in einen Soft-Start-Steuermodus, nachdem der Strom wiederhergestellt wurde. Während dieser Hochlaufzeit prüft die Firmware auf dauerhafte Kurzschlüsse und unterbricht erneut die Stromversorgung, falls solche vorhanden sind. Dies verhindert weitere Systemschäden für den Fall, dass der Fehler nicht effektiv behoben wird.

Diese patentierte C2i™-Fehlerschutzfunktion macht extra schnelle Sicherungen überflüssig, reduziert die Maschinenstillstandszeiten und senkt die Kosten für den Austausch von Sicherungen. Diese C2i™-Technologie reagiert sofort und toleriert das schädliche Ereignis und verhindert gleichzeitig erhöhte Betriebskosten, die mit Schäden an Prozessanlagen und Produktverlusten verbunden sind.

Mechanische Fehler

Ohne Vorwarnung können kritische Systemkomponenten wie Temperatursensoren ausfallen oder versehentlich beschädigt werden. Übermäßige Korrosion oder Vibration, extreme Temperaturen und sogar menschliches Versagen können zu unerwarteten Sensorausfällen führen. In den meisten Steuersystemen weiß der Prozesscontroller nicht, wie er sich richtig verhält, wenn das erwartete Sensoreingangssignal nicht empfangen wird. Daher greifen die Controller als Sicherheitsmaßnahme auf die Standardeinstellungen der Ausgabe zurück. In vielen Fällen werden Alarme aktiviert und die Heizleistung wird auf Null Prozent gesetzt, was den Prozess zum Stillstand bringt.

C2i Technology image 2Diese ungeplante Ausfallzeit, Produktionsstillstand und potentieller Verlust von wertvollem Material kann mit C2i™-Technologie vermieden werden. Chromalox nutzt exklusive Controller-Funktionen und entwickelte Steuerungstechnologien, um Sensorfehler und -ausfälle effizient zu verwalten.

Chromalox bietet Regler an, die mit einer Standard-Heizleistung von 0% bis 100% programmiert werden können, wenn ein Sensorfehler vorliegt. Dies ermöglicht eine erhöhte Prozesszuverlässigkeit und ermöglicht es dem Besitzer, die Produktion auf einem kompromittierten Niveau der Kontrolle zu halten, bis das Sensorproblem richtig angegangen werden kann.

Besonders wichtige Systeme erfordern eine ununterbrochene Heizleistung und volle Prozesskontrolle. In diesen Fällen ist ein vorbestimmter Heizungsausgangspegel eine inakzeptable Lösung für einen fehlerhaften Sensorzustand. Die einzigartige und leistungsstarke Sensor-Mapping-Funktion von Chromalox löst dieses Problem durch die Bereitstellung mehrerer Sensor-Redundanz-Schichten. Diese entwickelte Steuerungstechnologie erlaubt bis zu 252 Sensoreingänge pro Schaltung, und das Ausgangsverhalten kann auf der minimalen, maximalen oder durchschnittlichen gemessenen Temperatur aller Sensoren basieren, die dieser bestimmten Schaltung zugeordnet sind. Darüber hinaus wird ein Sensoralarm aktiviert, falls ein Sensor in diesem Schaltkreis ausfallen sollte. Diese C2i™-Technologie senkt die Betriebskosten und bietet dem Benutzer unübertroffene Flexibilität und Sicherheit, wodurch eine 100% ige Systemzuverlässigkeit durch kontinuierliche Systemverfügbarkeit und vollständige Prozesskontrolle gewährleistet wird.

Systemintegrationskompetenz

In den heutigen hochentwickelten industriellen Systemen ist es unpraktisch, eine Prozessheizausrüstung zu haben, die nur lokal überwacht werden kann.

Um ein vollständiges Systembewusstsein und Sicherheit zu gewährleisten, müssen alle Prozessgeräte effizient mit zentralen Kontrollzentren kommunizieren und einen systemweiten Gesundheitsstatus in Echtzeit bieten. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, bietet die C2i™-Technologie eine systemweite Expertenintegration mit einer Vielzahl von allgemein anerkannten Industrieprotokollen und entwickelten Überwachungssteuertechnologien.

Industrieunternehmen nutzen ein verteiltes Steuerungssystem (DCS), um mit allen wichtigen Prozesssystemen in ihren Anlagen zu kommunizieren. Chromalox bietet mehrere Feldbus-Protokolle, wie Profibus, ProfiNet, DeviceNet, Modbus, EtherCAT und einige andere, die die erforderliche Sprache und Konnektivität für eine ordnungsgemäße Fernüberwachung und Parameterverwaltung bieten. Darüber hinaus hat Chromalox eine industrietaugliche, kabellose Temperatursensor-C2i™-Technologie entwickelt, die es Chromalox-Heat-Trace-Controllern ermöglicht, sich nahtlos in bestehende WirelessHART-Protokollnetzwerke zu integrieren. Diese Fähigkeit löst Probleme mit dezentralen Anwendungen, bei denen die Erfassung der verdrahteten Temperatur zu teuer ist.

Um den Gesundheitszustand der Ausrüstung mehrerer Steuerungssysteme zu verstehen, ist eine effektive und umfassende integrierte zentrale Überwachungslösung erforderlich. Die C2i™-Überwachungstechnologie von Chromalox ist genau das. Es bietet effiziente Fernüberwachung und Wertverwaltung für jeden Parameter in jedem Heizkreis über alle Steuerungssysteme hinweg.

Die Überwachung einer großen Anzahl von Schaltungen kann jedoch schwierig zu verwalten sein. Eine solche Komplexität kann zu verpassten Alarmereignissen sowie zu einer überwältigenden Anzahl von Fehlalarmbenachrichtigungen führen. Die urheberrechtlich geschützte Chromalox-Softwaretechnologie bietet fortwährend eine sofortige Sichtbarkeit von Alarmereignissen aus fünf verschiedenen Auflösungsstufen sowie selektive Alarmansagekontrolle. Als Ergebnis reduziert diese gut organisierte C2i™ Überwachungssteuertechnologie die Betriebskosten und verbessert die Systemzuverlässigkeit, indem sie effizient das Gesamtgesundheitsbewusstsein des Systems bereitstellt und verpasste Alarmereignisse eliminiert.