自動化とプロセス制御ループのトラブルシューティングを行うためのより良い方法

計装および自動化の技術者は、計装ループとI / Oを最大限の効率で動作させながら、可能な限り最小限の時間を使用するよう常に求められています。

フルークが2007年に771ミリアンペア（mA）クランプメーターを最初にリリースしたとき、技術者は回路を壊さずにループ電流を測定することで大幅な時間を節約できることを発見しました。現在、新しい772および773モデルは、さらに多くの時間を節約できます。ループキャリブレータの機能を組み込むことにより、これらのより高度なツールにより、技術者はその場でトラブルシューティングを行うことができます。

制御ループの問題の追跡
制御ループの問題の最初の兆候は、多くの場合、「バルブが不良だと思います」または「このループは以前のように応答していません」というオペレーターから発生します。いずれの場合も、トラブルシューティングを開始するのは技術者の合図です。

最初のステップは、デジタルマルチメータ（DMM）と直列に接続されているループを切断するか、Fluke 771などのmAクランプメータを使用してループ電流値を確認することにより、4〜20mA信号を測定することです。測定されたループ電流が期待どおりでない場合は、3つの原因が考えられます。ワイヤの断線/切断/短絡、ループ電源の不良、または計装の故障です。

配線に問題がない場合は、DMM（または773クランプメータ）を使用してループ電源を確認してください。電源装置に出力が表示されない場合は、メーターの24ボルトループ電力機能を使用して代わりに使用してください。ループが適切に機能する場合、問題の原因は明らかです。

配線と電源の両方がチェックアウトしている場合は、送信機をチェックする時が来ました。ループキャリブレータ、プロセスキャリブレータ、または多機能クランプオンメータをお持ちの場合は、そのmAシミュレーションモードを使用してトランスミッタの代わりに使用してください。ループが要求どおりに実行される場合、問題は送信機にあります。そうでない場合は、他の場所にあります。

最終制御要素（バルブポジショナーなど）が疑われる場合は、Fluke 772/3のmAソース/シミュレーションモードを使用して、ローカルインジケーターの応答を監視しながら信号を送ります。

ループ 誤動作
問題がデッドループではなく不正確なものである場合は、PLCまたはDCSのI / Oカードの不良、または最終制御要素（バルブポジショナーのI / Pなど）の不良が考えられます。通常は、送信機、ローカルまたはリモートインジケーター、または最終制御要素のフィールドチェックを行うことから始めるのが最善です。

最終制御要素の場合、クランプオンメーターを使用してループ電流を測定し、その値をバルブまたは他の最終制御要素のローカル位置インジケーターと比較します。その情報をオペレーターに伝えて、調査結果を確認します。

測定ループの場合は、クランプメータを使用してループ電流を測定し、操作パネルに表示されている値が実際のループ電流とどの程度一致しているかをオペレータに確認してください。これにより、その特定のループを処理するPLCまたはDCS I / Oカードをすばやくチェックできます。メーターのmAソース/シミュレーションモードを使用して、既知の信号を制御室に送信することもできます。前と同じように、オペレーターが読み取った値をループ内の実際の電流と比較します。

一部のループは、技術者が監視している間は発生しない傾向があるランダムな変動または断続的な障害を示します。ここでの解決策は、スケーリングされたmA出力を備えたクランプメーターを使用することです。このモードでは、メーターは回路を切断することなくループ内の電流を測定し、同一の絶縁されたmA出力を生成します。その出力をロギング機能を使用してDMMにフィードします。 DMMが時間の経過とともに記録できるようにすることで、障害が記録されます。

フィールドチェックとプラント試運転
Fluke 771のようなクランプオンループ電流計を使用して、何も切断せずに各ループの電流を数秒でチェックすることから始めます。ループが機能していない場合は、多機能クランプメーターで診断をすばやく行うこともできます。一部のループに電流が流れない場合は、従来のトラブルシューティングに進みます。配線、電源装置、および制御システムのI / Oカードを確認します（メーターを使用してI / Oに信号を注入し、オペレーターに連絡します）。彼が見ているものを尋ねる）。オペレーターが送信内容に同意する場合は、送信機自体に何か問題がある可能性があります。これが新しいインストールの場合は、センサーの入力を送信機に誤って配線している可能性があります。

DCSおよびPLCI / Oカードの確認
mAプロセスクランプメータは、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）および分散プロセス制御システム（DCS）の入力/出力カードの動作をチェックするための正確な信号源として使用できます。 4〜20 mAの入力カードの場合、プロセスループを切断し、メーターのmAソースモードを使用して既知の信号値を供給します（ゼロの場合は4.0 mA、50パーセントの場合は12 mA –メーターの25パーセントのステップ関数を使用、 100％）、オペレーターの読み取り値に表示されている値と比較します。電圧入力カード（1 V〜5Vまたは0V〜10 V）は、メーターの電圧源機能を使用して、同様の方法でチェックされます。

バルブポジショナーの確認
ミリアンプクランプメーターは、予防保守プログラムの一環として、電子バルブポジショナーの定期的な現場チェックに使用できます。メーカー固有の指示を考慮して、入力変更が行われるときにバルブステム位置、機械的位置インジケーター、またはフローインジケーターを観察しながら、信号源としてFluke772 / 3を使用して迅速な動作チェックを実行します。

L2SystemsのフィールドサービスマネージャーであるMitchStewartは、PLCからのプロセス出力が機能していないときに、mAプロセスクランプメーターの4-20ソーシング出力を使用して、コントロールバルブを開閉するように指示しています。

「コントロールバルブでPLCの出力を切断し、（メーター）をコントロールバルブに接続し、バルブのI / Pが正しく機能することを確認するために、PLCを開閉しました」と彼は説明します。

一般的な方法は、メーターを4〜20 mAのソース/シミュレーションモードに設定し、バルブポジショナーの入力端子に接続することです。メーターを4mAを出力するように設定し、ポジショナーが落ち着くのを待ちます。次に、自由な手でバルブステムを感じながら、4.0mAから約3.9mAの間で電流を少しずつ変化させ、動きの兆候がないか確認します。ポジショナーのゼロ調整を使用して、これら2つの現在の設定間のゼロ移動を調整します。

次に、電流を4mAから約4.1mAに増減します。バルブステムが約4.1mAの設定を超えて動き始め、4mAで完全に閉じていることを確認します。メーターを20mA、〜19.9 mA、〜20.1 mAに設定することでスパンを同様にチェックでき、メーターの25パーセントステップ関数を使用して直線性をチェックできます。

ループアイソレータのチェック
ループアイソレータをチェックするには、mA入力信号をデバイスに適用し、クランプオン電流測定機能を使用してその4〜20mA出力を測定します。 773のこの2チャンネル同時ソース/測定機能は、4〜20mAを使用して位置を報告するバルブにも使用できます。

VFDの確認
可変周波数ドライブ（VFD）は、プロセスアプリケーションのモーター、ブロワー、ファン、およびコンベアシステムや工作機械に電力を供給するために使用されます。制御入力は通常、電圧（1 V〜5Vまたは0V〜10 V）または電流（4 mA〜20 mA）です。 mAプロセスクランプメーターは、技術者が結果を観察している間、信号を供給して通常の入力をシミュレートできます。

クイックキャリブレーション
ループキャリブレータとして分類されていませんが、今日のmAプロセスクランプメータは0.2％の精度を誇り、必要な機器の数を減らしながら、迅速なキャリブレーションチェックに使用できます。

たとえば、ベンチでプロセストランスミッタをチェックするには、通常、（ポンプと個別の圧力標準を除いて）ループ電源とトランスミッタの4〜20mA出力を読み取るための機器が必要です。しかし、今日のmAプロセスクランプメーターを使用すると、トランスミッターに電力を供給し、出力を読み取ることができます。

「この小さなことで、別の電源装置を引きずることなくその機能を実行できます」と、ピュージェットサウンドエナジーのメンテナンスエンジニアであるポールジュサックは言います。

概要
今日のmAプロセスクランプメーターは、多数の個別の機器を交換できるため、計装および自動化の技術者がトラブルシューティングにかかる​​時間を大幅に節約できます。技術者は、楽器を手に入れるために店に戻るのに15分を費やす必要がなくなりました。これは、彼が持っている1つの楽器がすべての必要な機能を実行するためです。

そして、Jusak氏は次のように付け加えています。「ポーチに2つのツールを入れる代わりに、4〜20mAのループキャリブレーションとトラブルシューティングをすべて行うための1つのツールをポーチに入れることができます。それは、私にとってはかなり便利です。」

この記事はフルーク・コーポレーションから提供されたものです。詳細については、http：//us.fluke.comにアクセスしてください。