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Tecnología

Seguridad de procesos

Las averías de los equipos no siempre se pueden predecir. Valores de parámetros no deseados, eventos externos nocivos y fallas mecánicas desconocidas pueden hacer que los equipos de procesos queden inutilizables por completo. La tecnología C2i™ tiene la capacidad de solucionar condiciones inaceptables y tolerar ciertas fallas mecánicas para mantener sus procesos en funcionamiento de forma segura y sin peligro hasta que la falla específica se pueda tratar adecuadamente.

Valores de parámetros no deseados

imagen 1 de la tecnología C2iLos elementos de calentamiento eléctrico de resistencia lineal tradicionales utilizan óxido de magnesio (MgO) para proporcionar la resistencia dieléctrica o el aislamiento eléctrico necesarios de la bobina del calentador al revestimiento externo. Sin embargo, el MgO es inherentemente higroscópico, lo que quiere decir que absorbe humedad por naturaleza. Cuando un exceso de humedad contamina el MgO, la resistencia dieléctrica se ve comprometida. Durante períodos de inactividad prolongados, el contenido de humedad puede superar un límite seguro y dar lugar a que se genere un arco interno al activar el elemento. Si la humedad no se elimina, el calentador puede sufrir un fallo catastrófico que puede destruir el equipo, provocar la parada de procesos completos y causar pérdidas de producción considerables.

La solución a este problema es utilizar controladores con la tecnología sofisticada de supervisión de parámetros C2i™ que detecta cuando los elementos de calentamiento contienen humedad y entiende cómo solucionar la situación.

La resistencia dieléctrica de un calentador se puede supervisar al medir la cantidad de corriente de fuga de cada circuito. A medida que la resistencia dieléctrica disminuye, la corriente de fuga, que se mide en miliamperios (mA), aumenta. En general, se presentan niveles elevados de corriente de fuga al poner en marcha el sistema, dado que el calentador permaneció desactivado el tiempo suficiente como para absorber humedad. En este caso, los controladores con tecnología C2i™ detectan la corriente de fuga elevada y activan uno de varios algoritmos de inicio suave patentados, como la limitación de corriente de salida. Este método de control reduce la potencia de salida a un nivel seguro para que el calentador eléctrico no sufra daños hasta que se elimine la humedad del elemento. Tanto la potencia de salida como la duración del perfil de inicio suave son programables por el usuario.

En el caso de que el nivel de corriente de fuga supere el límite máximo permisible durante la operación normal, nuestros controladores con tecnología C2i™ exclusivos de la industria reducen de forma automática la potencia de salida al 15% y cambian el modo de control de disparo de Cruce por cero a Ángulo de fase. El controlador permanecerá en este modo de control hasta que el valor del parámetro de corriente de fuga regrese a un nivel seguro.

Al utilizar controladores con tecnología C2i™ en aplicaciones en las que la humedad puede ser perjudicial, la vida útil del calentador se prolonga en gran medida, la seguridad del sistema y la integridad de los procesos se mejora considerablemente y se reducen los costos operativos.

Eventos externos nocivos

Eventos externos al proceso, como aumentos de corriente o tensión súbitos considerables, pueden dañar los componentes electrónicos y mecánicos y pueden perjudicar el equipo del proceso, lo que puede provocar la parada imprevista del sistema.

En las aplicaciones susceptibles a cortocircuitos intermitentes y sobrecargas de voltaje, los controladores de potencia de Chromalox con tecnología C2i™ pueden controlar estos eventos y se pueden programar para restaurar la energía de forma automática o manual una vez que la falla se solucione, lo que previene la parada completa del proceso y mantiene la producción. Estos controladores supervisan de forma continua la corriente de carga y aíslan de forma instantánea el dispositivo de conmutación de potencia si la carca supera un umbral predeterminado. El controlador ingresa de forma automática al modo de control de inicio suave una vez que se restablece la corriente. Durante este período de arranque, el firmware verifica que no haya cortocircuitos permanentes y vuelve a cortar la alimentación si detecta alguno. Esto previene daños adicionales al sistema en el caso de que la falla no se haya solucionado por completo.

Esta característica patentada de protección de fallos de C2i™ elimina la necesidad de fusibles ultra rápidos, reduce el tiempo de inactividad de la máquina y los costos relacionados con el reemplazo de fusibles. Al reaccionar de forma inmediata y tolerar el evento nocivo, esta tecnología C2i™ también previene los costos operacionales elevados relacionados con los daños de los equipos de procesos y la pérdida de productos.

Fallas mecánicas

Sin ninguna advertencia, componentes críticos del sistema, como los sensores de temperatura, pueden fallar o dañarse inadvertidamente. El exceso de corrosión o vibración, la exposición a temperaturas extremas e incluso el error humano pueden contribuir a que los sensores sufran fallas imprevistas. En la mayoría de los sistemas de control, el controlador de procesos no sabe cómo actuar cuando no recibe la señal de entrada del sensor esperada. Como resultado, los controladores recurren a restablecer los ajustes de salida a los valores predeterminados como medida de precaución. En muchos casos, se activan alarmas y la salida del calentador se establece en cero por ciento, lo que conduce a la parada del proceso.

imagen 2 de la tecnología C2iEste tiempo de inactividad imprevisto, la detención de la producción y la potencial perdida de material valioso se puede evitar con la tecnología C2i™. Chromalox utiliza funciones de controlador exclusivas y tecnologías de control desarrolladas para manejar de forma eficiente los errores y las fallas de los sensores.

Chromalox ofrece controladores que se pueden programar con una salida del calentador predeterminado de 0% a 100% ante una condición de falla un sensor. Esto da lugar a un nivel de fiabilidad de procesos mejorado y le permite al propietario mantener la producción a un nivel de control aceptable hasta que el problema del sensor se pueda tratar adecuadamente.

Los sistemas que son particularmente esenciales demandan una salida del calentador sin interrupciones y un control total de los procesos. En estos casos, un nivel de salida del calentador predeterminado no es una solución aceptable para una condición de falla de un sensor. La característica única y potente de mapeo de sensores de Chromalox soluciona este problema al proporcionar múltiples capas de redundancia de sensores. Esta tecnología de control desarrollada admite hasta 252 entradas de sensores por circuito y el comportamiento de salida se puede basar en la temperatura mínima, máxima o promedio detectada de todos los sensores mapeados a un circuito en particular. Adicionalmente, si uno de los sensores de un circuito falla, se activará una alarma. Esta tecnología C2i™ reduce los costos operacionales y le proporciona al usuario flexibilidad y seguridad sin igual, lo que garantiza una fiabilidad del sistema del 100% mediante un tiempo de actividad del sistema continuo y un control completo de los procesos.

Pericia en integración de sistemas

En los sistemas industriales sofisticados de la actualidad, no es práctico tener equipos de calentamiento de procesos que solo se pueden supervisar de forma local.

Para garantizar el conocimiento y la seguridad completos del sistema, todos los equipos de procesos se deben comunicar de forma eficiente con unidades de control centralizadas y proporcionar información en tiempo real del estado de todo el sistema. Para satisfacer estas necesidades, la tecnología C2i™ proporciona una integración experta de todo el sistema mediante la utilización de numerosos protocolos industriales ampliamente aceptados y tecnologías de control de supervisión desarrolladas.

Las empresas industriales utilizan un sistema de control distribuido (DCS) para la comunicación remota con todos los sistemas de procesos importantes en todas sus instalaciones. Chromalox ofrece varios protocolos de bus de campo, como Profibus, ProfiNet, DeviceNet, Modbus, EtherCAT, y muchos más, que proporcionan el lenguaje y la conectividad necesarios para la supervisión de equipos remota y la gestión de parámetros adecuadas. Además, Chromalox desarrolló una tecnología C2i™ de detección de temperatura inalámbrica exclusiva en la industria que permite que los controladores de las cintas calefactoras se integren a la perfección con las redes de protocolo WirelessHART. Esta capacidad resuelve los desafíos de las aplicaciones remotas cuando el costo de la detección de temperatura cableada es prohibitivo.

Para poder tener conocimiento del estado de varios sistemas de control se requiere una solución de supervisión central integrada efectiva y completa. La tecnología C2i™ de control de supervisión de Chromalox es justamente eso. Proporciona de forma eficiente supervisión remota y gestión de los valores de cada parámetro de todos los circuitos de los calentadores en todos los sistemas de control.

Sin embargo, la supervisión de un gran volumen de circuitos puede ser difícil de administrar. Esa complejidad pueda dar lugar a que se pasen por alto eventos de alarma, así como a una cantidad abrumadora de notificaciones de alarma molestas. La tecnología de software especialmente diseñada y patentada de Chromalox proporciona de forma continua visibilidad instantánea de los eventos de alarma desde cinco niveles de resolución distintos, así como control selectivo de notificaciones de alarma. Como resultado, esta tecnología C2i™ de control de supervisión bien organizada reduce los costos operacionales y mejora la fiabilidad del sistema al proporcionar conocimiento total del estado del sistema y evitar que se pasen por alto eventos de alarma de forma eficiente.