Ошибочные показания датчиков давления (помехи или HART)

[kirillio]

[+]

Фазное напряжение по отношению к РЕ - больше/меньше/такое_же как и к N?

Смотря какая N. Если глухозаземлённая то не более менее такое же, а равно ему.

в норме именно так и должно быть; я про данный момент спросил - разброс, КМК, укажет на наличие проблемы в контуре РЕ.

[Jackson]

в норме именно так и должно быть; я про данный момент спросил - разброс, КМК, укажет на наличие проблемы в контуре РЕ.

Так и есть. Но надо ещё учитывать погрешность самого измерительного прибора, а для этого её как минимум надо знать, а для этого мультиметр надо поверить. А обычные мультиметры, хоть дешёвые, хоть средней цены - им веры немного в таких вещах.
Ловить +-0.1 вольт прибором, имеющим класс точности 3...5, а то и 10 - дохлый номер.

[Ryzhij]

Многое надо учитывать. Отсутствие фильтров на выходе частотника и разводку проводников заземления, прежде всего от ЧРП и двигателя, тоже надо брать во внимание. Т.к. гармоникам, может статься проще, прогуляться по "запретной петле", чем уйти через ГЗШ даже на великолепно исполненный заземлитель.

[Alexey_BH]

часть датчиков имела HART

HART на то и создан был чтобы можно было читать показания датчиков как стандартными модулями AI 4-20, так и специальными HART. Если что, там модуляция +/- 0,5 мА с частотой 500 Гц - то есть AI овна такое точно не увидит, и это не может быть причиной его глюков. Да и что гадать - что за модель датчика, если это не НПЗ, там КИП с HART не будет с вероятностью около 0.999

Вы можете нарисовать схему подключения, важно - обязательно включая питание датчика (в том числе по высокому напряжению). Проверяли ли вход овна калибратором?

// Добавлено: почитал комментарии коллег, схему просили уже несколько человек, а воз и нынче там.

[VADR]

если это не НПЗ, там КИП с HART не будет с вероятностью около 0.999

Почему?

[Alexey_BH]

Почему?

HART традиционно нужен там где необходимо обеспечить очень высокую доступность КИП ввиду высокой стоимости ложной остановки или сбоя процесса. Это очень дорогие и высокотехнологичные датчики, предназначенные для работы с системами обслуживания КИП верхнего уровня (типа PRM). По HART там передается множество параметров, диагностика и т.д.

Ввиду дороговизны как самих датчиков, так и AI-модулей с HART, данные датчики редко имеют распространение где-то кроме непрерывных процессов. И даже сам протокол HART был изобретен Rosemount (ныне Emerson), которые работают в непрерывке.

[Parliament74]

Почему?

HART традиционно нужен там где необходимо обеспечить очень высокую доступность КИП ввиду высокой стоимости ложной остановки или сбоя процесса. Это очень дорогие и высокотехнологичные датчики, предназначенные для работы с системами обслуживания КИП верхнего уровня (типа PRM). По HART там передается множество параметров, диагностика и т.д.

Ввиду дороговизны как самих датчиков, так и AI-модулей с HART, данные датчики редко имеют распространение где-то кроме непрерывных процессов. И даже сам протокол HART был изобретен Rosemount (ныне Emerson), которые работают в непрерывке.

В 90% случаев (если не больше), где я видел установленные датчики с HART, эта функция просто не используется.

Из оставшихся 10%, в 90% случаев HART используется для удалëнной настройки датчиков калибраторами / через ПО с ноутбука через HART-модем.

Получается только в районе 1% датчиков с HART (из моей сферы деятельности) на самом деле подключаются к контроллерам, которые с ними умеют работать по цифровому интерфейсу.

Есть датчики, которые по умолчанию безальтернативно имеют выход 4-20 мА + HART, особенно у западных производителей.

[olexsa]

HART традиционно нужен там где необходимо обеспечить очень высокую доступность КИП

Ввиду дороговизны как самих датчиков, так и AI-модулей с HART, данные датчики редко имеют распространение где-то кроме непрерывных процессов.

Линия конвейерная. Новая, проект 2020 года. Датчиков давления немного. Но все оказались с HART. Ремонтный персонал и не знал об этом, и вообще впервые от меня узнал о таком протоколе. Просто "звезды так сошлись", что снабжение приобрело такие датчики.

[VADR]

данные датчики редко имеют распространение где-то кроме непрерывных процессов

Так. Под НПЗ что имеется в виду? Нефтеперегонные заводы или что-то на тему непрерывного производства з... (что?)

HART традиционно нужен там где необходимо обеспечить очень высокую доступность КИП ввиду высокой стоимости ложной остановки или сбоя процесса. Это очень дорогие и высокотехнологичные датчики, предназначенные для работы с системами обслуживания КИП верхнего уровня (типа PRM). По HART там передается множество параметров, диагностика и т.д.

Это я в курсе, однако уже довольно давно не видел, чтобы новые устанавливаемые датчики были без HART. Да, полное использование с чтением в систему четырёх цифровых параметров - редкость, обычно только для настойки используется, но он есть.

Отправлено спустя 28 секунд:
И у меня предприятие - не нефтянка.

[rwg]

там модуляция +/- 0,5 мА с частотой 500 Гц

20 лет назад я готовился к наступлению эры HART и profibus. Тогда спецы меня научили, что если нет специального hart-модема, то любой стандартный модем на 1200 бод его отлично заменяет. Но эра не наступила, проверить не пришлось, а теперь и модем такой уже не найдёшь....

[Jackson]

а теперь и модем такой уже не найдёшь...

Ну почему же, на авито можно найти и на 1200 бод заставить работать.

[Ryzhij]

там модуляция +/- 0,5 мА с частотой 500 Гц

20 лет назад я готовился к наступлению эры HART и profibus. Тогда спецы меня научили, что если нет специального hart-модема, то любой стандартный модем на 1200 бод его отлично заменяет. Но эра не наступила, проверить не пришлось, а теперь и модем такой уже не найдёшь....

Ничего не смущает? Циферки там, определяющие минимальную частоту несущей, тип линии, тип модуляции... Что, совсем ничего?

Вывод: это байка из разряда "таблеток от удара током".

[rwg]

Ничего не смущает?

Вроде явных ошибок нет

lit24.pdf

[Ryzhij]

За файл спасибо, но где там про стандартный модем на скорости 1200 Бод?!
Ткните носом, plz.
А с тем, что спектр HART-сигнала вполне укладывается в стандартный телефонный канал, никто и не спорит.
Вот только толку-то?
Подслушивать HART-обмен собираетесь?

[rwg]

где там про стандартный модем на скорости 1200 Бод

Картинка электрического сигнала HART идентична картинке модема, работающего на скорости 1200 бод, упоминаемый Bell как раз он и есть. Остальное - работа для программистов, по крайней мере так было тогда, когда мне рассказывали эти легенды. В документации тогда всё было расписано как положено, от самого низа до самого верха, никаких закрытых стандартов. И я не говорю, что сам видел, как это работает, я говорю, что это мне говорили тогдашние профессионалы в этой области. Возможно, что сейчас всё это уже утеряно.

Микросхема для модема:

NE2010_5_2 4-20 мА.pdf

[Ryzhij]

Картинка электрического сигнала HART идентична картинке модема, работающего на скорости 1200 бод, упоминаемый Bell как раз он и есть.

Это подобно тому, как утверждать, что пулемет Максима сходен по конструкции и функциям с АК-47.
Стандартные модемы, о которых Вы писали, как раз и появились в широком распространи лет 20 назад.
Но использовали они уже не частотную, а фазовую манипуляцию.
Bell - семейство стандартов на телефонные линии, каналы и сети, на оборудование, введенные де-факто одноимённой телефонной компанией. К способу манипуляции сигналом тональной частоты это отношения не имеет.

[dtv]

По поводу специфичности датчиков с HART. У нас повально применяются датчики АИР-10Н. Наличие HART для них не опция, оно обязательно. Используем HART для перенастройки рабочих диапазонов.

[Jackson]

Коллеги, а зачем спорить о том, можно ли модемом подслушать HART, если модема ни у кого из вас нет, а если бы и был то делать это вы всё равно не собираетесь? :) Я думаю, тему с модемом надо завязывать.

[VADR]

Ну как зачем? В интернете опять кто-то не прав! :)

[MypaBeu]

Всем спасибо за участие. Отчитываюсь по результатам:

1) Замена блока питания 220/24В ничего не дала!
2) При замене ПЧ 5,5 кВт на ПЧ другого производителя картина кардинально поменялась, но в итоге при "прогоне" частоты от 0 до 50Гц всё равно нашлись частоты при которых у датчиков давления "ехала крыша". Старый ПЧ установлен обратно.
3) Установка фильтра на входе ПЧ вообще не изменила картину.
4) Как уже писал ранее - при большом уровне помех (т.е. на определенной частоте ПЧ) - выходной ток датчиков уходил за пределы 4-20 мА (становился =2,1 мА, что подтверждалось измерением с помощью мультиметра), поэтому входные каналы ОВЕНа тут явно не при чем.
5) извиняюсь что не приложил схемы... их очень много, постоянно идут ссылки с одного листа на дра угой. А самое главное - они могут не отражать реального положения дел (т.е. ведь оборудование к земле можно подключить "веером" из одной точки, либо последовательно а схема то одна и та же).
6) качество соединения N и PE на подстанции вызывает сомнения. Но на "борту" установки есть собственный дизель-генератор. Пробовал подавать питание от него, и пробовал изменять схему заземления (изолированная/глухозаземленная). Картина немного меняется, но не принципиально.
7) Использование "помехозащищенных" датчиков с мембраной из нержавейки вообще не изменило картину.
8) Обследование станции с помощью осциллографа показывает наличие ВЧ помех (выбросов) практически на любом металлическом элементе станции, будь то трубопроводы, шина заземления, нулевая шина, фазный провод, цепи +- 24 В.


В результате делаю выводы что наводки преимущественно идут по эфиру а не по кабелям/заземлению. (точнее, что помехи с эфира наводят ЭДС на трубопроводах)

Для решения проблемы использовал датчики с керамической мембраной вместо датчиков с мембраной из нержавейки. Понятное дело, что они более чувствительны к резким перепадам температуры, но они стоят почти в 3 раза дешевле, и проще приложить несколько запасных датчиков в ЗИП чем ломать голову.

[Jackson]

Немного прокомментирую, с Вашего позволения.

В результате делаю выводы что наводки преимущественно идут по эфиру а не по кабелям/заземлению. (точнее, что помехи с эфира наводят ЭДС на трубопроводах)

Это ошибочный вывод. До тех пор, пока Вы не увидите помеху своими глазами, прибором, однозначно не установите её источник - такие выводы делать нельзя.

8) Обследование станции с помощью осциллографа показывает наличие ВЧ помех (выбросов) практически на любом металлическом элементе станции, будь то трубопроводы, шина заземления, нулевая шина, фазный провод, цепи +- 24 В.

Обследовать тоже можно по-разному. В таких случаях не просто обследуют. Подключают осциллограф, загоняют объект в самый плохой режим, зрят помеху и начинают последовательно одну за другой отключать цепи всего и от всего (что не остановит станцию), и смотрят результат. Отключили половину потребителей от питания, если нет разницы - включают обратно, отключают вторую половину. А вот если есть разница - вот значит за этой точкой отключения и проблема, подключаем обратно и отключаем уже более мелкими масштабами. Метод дихотомии. Часто в процессе проблема находится просто визуально - что-то не подключено или какая-то "сопля".

Для решения проблемы использовал датчики с керамической мембраной вместо датчиков с мембраной из нержавейки.

Т.е. проблема решена? Заменили датчики?

2) При замене ПЧ 5,5 кВт на ПЧ другого производителя картина кардинально поменялась, но в итоге при "прогоне" частоты от 0 до 50Гц всё равно нашлись частоты при которых у датчиков давления "ехала крыша". Старый ПЧ установлен обратно.

В другом ПЧ, возможно, другая схема управления, она меньше "гадит" в сеть, но всё-таки "гадит".

3) Установка фильтра на входе ПЧ вообще не изменила картину.

Значит не через силовое питание помеха может лезть. Или через него, но только с участка, который не охвачен фильтром. Это предположение.

4) Как уже писал ранее - при большом уровне помех (т.е. на определенной частоте ПЧ) - выходной ток датчиков уходил за пределы 4-20 мА (становился =2,1 мА, что подтверждалось измерением с помощью мультиметра), поэтому входные каналы ОВЕНа тут явно не при чем.

См.выше мой комментарий про осциллограф. Смотря чем и как мерить. Если мультиметром мерить постоянный ток, то ещё неизвестно как мультиметр отреагирует на помеху в сигнале и какую погоду при этом покажет. А помеха может прилетать даже не по этому сигнальному проводу 4-20мА, а просто по питанию ОВЕНа или по любой другой его цепи, чем сносить мозги всему контроллеру. Помеха ведь не была поймана, значит где она - неизвестно.

[+]

У нас был случай. Щит из нескольких секций. В трёх секциях стоят ПЧ 0,75кВт и двигатели 0,6кВт, ПЧ хорошие дорогие, на такие мощности фильтры встроены, в сеть не гадили. Автоматика тут же в этом щите питалась от БП 230/24В с полной развязкой. Всё питается от одной общей сети.
При запуске одного из движков, напрочь пропадала связь между секциями по физически дублированному CAN, и контроллерам сносило мозги, причём всем. Знаете, в чём причина была? Кабель силовой с выхода ПЧ на двигатель не был заземлён, экран разделан но висел в воздухе, забыли подключить. Копеечные мощности, ерундовая причина - и такие последствия. До сих пор нет понимания, каким путём и какая помеха укладывала дублированный CAN - экран заземлили, проблему решили и забыли, надо было отгружаться уже.
Причём то было объяснение со слов. А по факту - это я предполагаю - всё было заземлено как положено и в нужных местах, но не была заземлена сама шина PE в этой секции и поэтому помеха с экрана силового кабеля прекрасно стекала в экраны всех CAN. Не было там разделения на PE и FE. Торопились же, косяки монтажников находились и устранялись прямо по ходу. Но это только предположение, а факт остаётся фактом: ерундовая "сопля", которую просто так ещё не вдруг и найдёшь. Но она есть, это факт.

Использование "помехозащищенных" датчиков с мембраной из нержавейки вообще не изменило картину.

Тут такое дело. Раз у датчика выход 4-20мА, значит в состав мозгов датчика входит и преобразователь с ЦАПом и выходным усилителем. Помеха может влиять на это всё по тем же самым проводам 4-20 мА. Если это так то помехозащиты от этого не существует. Только схемотехника датчика, нечувствительная к таким вещам.

Можно пропустить 4-20 мА через гальванически развязывающий преобразователь 4-20/4-20, временно запитав его от батарейки, и посмотреть что в линии 4-20мА до преобразователя и что после. Сам датчик можно запитать от батарейки и посмотреть что будет. Ну и так далее. Ничего не остайтся, кроме как по шагам смотреть абсолютно каждое звено. А раз нет разницы откуда питаться - от ДЭС или от пром.сети, то значит что источник помехи находится до распред.устройства, переключающего питание с ДЭС на сеть, со стороны потребителей конечно.
Но я бы начал с цепей ПЧ.

6) качество соединения N и PE на подстанции вызывает сомнения.

Так и устраните это первым делом. Ведь известно что устранять. Если это и не причина помехи, то в любом случае такие сомнения надо устранять для безопасности всего объекта.

[MypaBeu]

Немного прокомментирую, с Вашего позволения.

Для этого и открыл данную тему!

MypaBeu писал(а): ↑15 авг 2023, 07:57
В результате делаю выводы что наводки преимущественно идут по эфиру а не по кабелям/заземлению. (точнее, что помехи с эфира наводят ЭДС на трубопроводах)
Это ошибочный вывод. До тех пор, пока Вы не увидите помеху своими глазами, прибором, однозначно не установите её источник - такие выводы делать нельзя.

Помеху я видел осциллографом. 1) замыкаю щупы осциллографа. Помеха видна, но очень маленькая. 2) Присоединяю один из щупов к любой металлической части станции (хоть к трубам, хоть к чему) - помеха многократно возрастает. 3) Присоединяю второй щуп к металлической части станции (хоть рядом с первым щупом, хоть на расстоянии) - помеха остается большой. 4) Присоединяю щуп осциллографа к нулевому (или к земляному) проводу - помеха (на экране) еще увеличивается, но ненамного. Присоединяю второй щуп к земле/нейтрали (либо рядом, либо на расстоянии) - помеха остается на том же уровне.
По этим результатам и сделал выводы что помеха распространяется по эфиру. Если бы она распространялась по нулевым/земляным и т.д. проводам, то величина помехи на проводах была бы значительно больше, чем на металл. частях. Так же величина помехи изменялась бы по мере удаления щупов (т.е. в двух уду Хотя есть и другой момент... предполагаю что из ПЧ помеха выходит по проводам, и уже с них наводится в эфир.
Вторая мысль на эту тему: Если бы помеха наводилась по проводам (нейтрали, земли) то с таким же успехом она наводилась бы и на остальные сигналы 4-20 мА (температуру, загазованность и т.д.). Однако ж не наводится! Совсем. Ни на чуть-чуть.

У нас был случай. Щит из нескольких секций. В трёх секциях стоят ПЧ 0,75кВт и двигатели 0,6кВт, ПЧ хорошие дорогие, на такие мощности фильтры встроены, в сеть не гадили. Автоматика тут же в этом щите питалась от БП 230/24В с полной развязкой. Всё питается от одной общей сети.
При запуске одного из движков, напрочь пропадала связь между секциями по физически дублированному CAN, и контроллерам сносило мозги, причём всем. Знаете, в чём причина была? Кабель силовой с выхода ПЧ на двигатель не был заземлён, экран разделан но висел в воздухе, забыли подключить. Копеечные мощности, ерундовая причина - и такие последствия. До сих пор нет понимания, каким путём и какая помеха укладывала дублированный CAN - экран заземлили, проблему решили и забыли, надо было отгружаться уже.
Причём то было объяснение со слов. А по факту - это я предполагаю - всё было заземлено как положено и в нужных местах, но не была заземлена сама шина PE в этой секции и поэтому помеха с экрана силового кабеля прекрасно стекала в экраны всех CAN. Не было там разделения на PE и FE. Торопились же, косяки монтажников находились и устранялись прямо по ходу. Но это только предположение, а факт остаётся фактом: ерундовая "сопля", которую просто так ещё не вдруг и найдёшь. Но она есть, это факт.

Сталкивался с очень похожей ситуацией - когда ПЧ (на другом объекте) вдруг ни с того ни с сего начал полностью "ложить" передачу данных по ProfiBus. Месяца два продолжались "танцы с бубном" - "фильтры"/изменение несущей частоты/проверки двигателя на утечку/ замена элементов ProfiBus и т.д. и т.п. Проблему удалось найти только с помощью осциллографа (пришлось брать в аренду и везти огромный ламповый, т.к. другого не нашлось). Осциллограф показал наличие достаточно большого напряжения между двумя "нейтралями" (по факту оказался обрыв нейтрального провода и передача напряжения "нейтрали" по оплетке кабеля ProfiBus). Но здесь я не вижу нигде напряжения между точками нейтрали (кроме коротеньких импульсных помех).

MypaBeu писал(а): ↑15 авг 2023, 07:57
6) качество соединения N и PE на подстанции вызывает сомнения.
Так и устраните это первым делом. Ведь известно что устранять. Если это и не причина помехи, то в любом случае такие сомнения надо устранять для безопасности всего объекта.

Подача питания от совершенно другого источника питания (от дизель-генератора) расположенного в другом месте - ничего не меняет. (проблема не исчезает).

Можно пропустить 4-20 мА через гальванически развязывающий преобразователь 4-20/4-20,

Идея хорошая но она ничего не дает! Практически уверен, что при использовании гальванической развязки проблема исчезнет. И... какие действия дальше? Источник прохождения помех при этом не локализован и не устранен и даже не выявлен. Или, предположим, что проблема при использовании гальванической развязки не исчезнет... И о чем это скажет? Кроме того, в сотни раз проще гальванически изолировать датчик давления от трубопровода (установить датчик на изолятор и подать давление в датчик через пластиковую трубку). Это было проделано на всех датчиках и везде одинаковый результат - помеха (в сигнале 4-20 мА) полностью исчезала! Но из этого я сделал единственный вывод : та крохотная помеха, которая наводится по эфиру/(либо кабелю) - проходит по металлической мембране в пьезокристалл датчика, стекает по нему на "землю" и этой помехи величиной в микровольты оказывается вполне достаточно чтоб "положить" датчик, т.к. нормальный сигнал с пъезодатчика и составляет микровольты (если не ошибаюсь). Изначально тех. директор мне и предлагал просто установить датчики на изоляторы и не "парить мозги", но так хотелось найти и разобраться с причиной.

[Jackson]

Помеха видна, но очень маленькая

"Очень маленькая" - это понятие субьективное. Инженеры общаются в физических единицах, а лучше фотки или скриншот с осциллографа.

Вот три волоса - это мало или много? Если на голове - очень мало. А если в супе - очень много.

[MypaBeu]

Помеха видна, но очень маленькая

"Очень маленькая" - это понятие субьективное. Инженеры общаются в физических единицах, а лучше фотки или скриншот с осциллографа.

Вот три волоса - это мало или много? Если на голове - очень мало. А если в супе - очень много.

Согласен... Нужно в цифрах (а не "маленькая"/"большая"), но не сохранил скриншотов экрана осциллографа. По памяти - амплитуда помехи (осциллографом) - в пределах 50..100 мВ. Длительность (иголки) порядка 10-20 мкС. Сейчас эта станция уже у заказчика и произвести измерения нет возможности. Формально то вопрос решился (установкой датчиков с керамическими мембранами), но, периодически свербит в душе "незакрытая тема".

[Jackson]

в пределах 50..100 мВ

Всё познаётся в сравнении. Относительно какого полезного сигнала?

Длительность (иголки) порядка 10-20 мкС

Это может вынести мозг электронике - фронтами. Зависит от электроники.