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技术

过程安全

设备故障总是无法预测的。 不合需要的参数值、有害的外部事件和未知的机械故障都会让工艺设备完全失效。 C2i™ 技术有能力纠正不可接受的状况并容忍一定的机械故障,使您的工艺继续安全地运行,直到指定的故障可以被正确的解决掉。

不合需要的参数值

C2i 技术图 1传统抗线性电加热元件利用氧化镁 (MgO) ,从加热线圈到外部护套都在提供必要的电介质强度或电气绝缘。 但是,MgO 本身具有吸湿性,这表示它本质上会吸收水分。 当过量的水分污染了 MgO 时,电介质强度就会大大降低。 在漫长的非活跃时期,水分含量可能会超过安全极限,当元件被激活时,就会出现内部电弧。 除非水分被去除,否则会出现灾难性的加热器故障,可能会毁坏设备、关闭整个流程并造成严重的产量损失。

这个问题的解决方案就是使用配置 C2i™ 参数监测技术的控制器,当加热元件内含水分时它可以感应到,并且明白如何补救这个状况。

加热器的电介质强度可以通过每个电路内的泄漏电流数量来监测。 如果电介质强度退化,泄漏电流(测量单位为毫安 (mA))则会增加。 泄漏电流通常在系统启动时很高,因为加热器断开电流的时间够长,能让它吸收水分。 在这种情况下,配备 C2i™ 技术的控制器会监测到泄漏电流升高,并启用几个专利软启动算法中一个,例如限流输出。 这个控制方法可以将输出功率降低到安全的水平,这样在水分被驱赶出元件之前,不会对加热器造成任何损坏。 输出功率和软启动配置文件的持续时间均可由用户编程。

如果泄漏电流水平在正常运行过程中超出最大允许量,我们的行业独家 C2i™ 技术控制器会自动将输出功率降低到 15%,而且控制发射模式会从零交叉切换到相位角。 控制器会保持在这个控制模式,直至泄漏电流参数值恢复到安全水平。

在水分可造成损坏的应用中使用配备 C2i™ 技术的控制器,加热器的寿命会大大延长,系统安全和过程完整性也会大幅提升,而且操作成本也会降低。

有害的外部事件

工艺外部的事件,例如电流或电压突然大幅激增,可能会损坏电子和机械组件,而且对工艺设备有害,从而导致系统计划外停机。

在易受到间歇性短路和电压过载影响的应用中,配备 C2i™ 技术的科模热思功率控制器能够管理这些事件,并且可以编程以在故障被清除时自动或手动恢复功率,防止过程完全关闭并维持生产。 这些控制器可以持续监测负载电流并在负载超过预设的阀值时立即隔离电源开关装置。 电流恢复后,控制器自动进入软启动控制模式。 在这个过渡期间,对固件进行测试,检查是否存在任何永久性的短路,如果存在,应再次切断电源。 如果该故障未有效清除,这将防止出现进一步的系统损坏。

这个获专利的 C2i™ 故障保护功能不需要超快速保险丝、缩短机器停机时间并减少更换保险丝相关的成本。 快速反应并容忍有害事件,这个 C2i™ 技术也能防止工艺设备损坏和产品损坏相关的运营成本增加。

机械故障

在没有警告的情况下,关键的系统组件,例如温度传感器,可能会出现故障或意外损坏。 过度的腐蚀或振动,暴露在极端温度下,甚至是人为错误都能引起意想不到的传感器故障。 在大部分控制系统中,工艺过程控制器在未收到预期的传感器输入信号时,它们并不知道如何正确地操作。 因此,作为安全防护,控制器会恢复到默认的输出设置。 在很多情况下,报警器被启用,加热器输出被设为 0%,这会使整个过程陷入停顿。

C2i 技术图 2有了 C2i™ 技术,这种计划外的停机时间、生产中止和贵重材料的潜在损失都可以避免。 科模热思利用专有的控制器功能和研发的控制技术,有效地管理传感器故障。

科模热思提供的控制器,当出现传感器故障状况时,可编程输入默认的加热器输出,值为 0% 到 100%。 这样,过程可靠性的水平就可以提高,并允许所有人在控制大打折扣的水平下维持生产,直至传感器问题被正确解决。

特别重要的系统要求不间断的加热器输出和全过程控制。 在这种情况下,预定的加热器输出水平对故障的传感器状况来说是不可接受的解决方法。 科模热思独特且强大的传感器映射功能可通过提供多层的传感器冗余解决这个问题。 这项成熟的技术允许每个电路上最多存在 252 个传感器输入,而输出行为可根据映射至这个特定电路的所有传感器的最低、最高或平均感应温度进行。 此外,如果该电路中存在任何传感器故障,传感器警报也会被启用。 C2i™ 技术可降低运营成本并为用户提供无与伦比的灵活性和安全,以此确保在连续的系统运行时间内有 100% 的系统可靠性和完整的过程控制。

系统集成专业技能

在今天的复杂工业系统中,拥有只能在本地检测的过程加热设备是不切实际的。

为了确保完整的系统意识和安全,所有过程设备必须能与中央控制中心有效地通信并提供实时的系统健康状况。 为了满足这一需求,C2i™ 技术使用许多被广泛接受的工业协议和开发的监督控制技术提供专业的全系统集成。

产业公司利用分布式控制系统 (DCS) 与他们设施内的所有重要过程系统进行远程通信。 科模热思提供多个 Fieldbus 协议,例如 Profibus、ProfiNet、DeviceNet、Modbus、EtherCAT 和其他几个,这些协议提供必要的语言和连接,以进行正确的远程设备监测和参数管理。 除此之外,科模热思还开发了行业独有的无线温度传感 C2i™ 技术,其允许科模热思伴热控制器与现有的 WirelessHART 协议网络无缝集成。 这个功能解决了远程应用的挑战,即有线温度传感成本高昂。

了解多个控制系统的设备健康状况需要高效的综合集成中央监测解决方案。 科模热思的 C2i™ 监督控制技术就是如此。 它能为所有控制系统中的每个加热器电路有效地提供远程监测,并对每个参数的值进行管理。

但是,监测大量的电路可能很难管理。 这种复杂程度可能会导致错过报警事件以及大量的令人讨厌的报警通知。 科模热思的专利工程软件技术连续不断地从五个不同的分辨率水平提供即时报警事件的可见性以及选择性的报警通知控制。 因此,这项结构清晰的 C2i™ 监督控制技术能降低运行成本,并通过有效地提供全面的系统健康意识及消除错过的警报事件而提高系统可靠性。