Duża linia galwaniczna może zawierać dziesiątki grzałek zanurzeniowych z PTFE rozmieszczonych w wielu zbiornikach, z których każdy wymaga indywidualnego monitorowania prądu w celu wykrycia uszkodzonych elementów, uszkodzonego okablowania lub częściowej utraty obciążenia. Tradycyjnie wdrożenie tego poziomu widoczności wymagało rozbudowanych-okablowanych przekładników prądowych poprowadzonych z powrotem do centralnej szafy sterownika PLC, co wiązało się ze skomplikowanymi ciągami kablowymi i znacznymi kosztami instalacji. Nowa klasa technologii wykrywania zmienia tę architekturę, eliminując zarówno zewnętrzne zasilanie, jak i infrastrukturę sygnału przewodowego.
TheBezprzewodowy czujnik prądu z własnym zasilaniem Zespół podgrzewaczy PTFEkoncepcja wprowadza kompaktowe, autonomiczne urządzenie monitorujące, które podłącza się bezpośrednio do przewodów zasilających grzejnik i generuje własną energię roboczą z mierzonego obciążenia elektrycznego.
Zasada wykrywania prądu pozyskiwania energii
Podstawą tej technologii jest miniaturowy-przekładnik prądowy z dzielonym rdzeniem (CT), który zaciska się wokół kabla zasilającego grzejnika.
Zasada działania opiera się na indukcji elektromagnetycznej:
Prąd przemienny przepływający przez przewodnik wytwarza pole magnetyczne
Toroidalny rdzeń magnetyczny koncentruje to pole
Wielozwojowe uzwojenie wtórne-przekształca strumień magnetyczny w małe użyteczne napięcie
Zebrana energia zasila elektronikę pokładową
Dostępna energia jest wystarczająca do działania:
Mikrokontroler-o niskim poborze mocy
Obwód pomiaru prądu
Moduł komunikacji bezprzewodowej
Do działania nie jest wymagane żadne zewnętrzne okablowanie ani zasilanie akumulatorowe.
Architektura transmisji bezprzewodowej
Po włączeniu czujnik okresowo mierzy pobór prądu przez grzejnik i przesyła dane bezprzewodowo do centralnej bramy.
Typowe protokoły komunikacyjne obejmują:
Sieci kratowe-o małej mocy, takie jak Zigbee
Protokoły-szerokie-o dużym zasięgu, takie jak LoRaWAN
Zastrzeżone przemysłowe systemy RF zoptymalizowane pod kątem gęstych środowisk
Interwały transmisji danych mogą wynosić od sekund do minut, w zależności od konfiguracji systemu i dostępności zasilania.
Czujnik jest cichym, pasożytniczym obserwatorem, czerpiącym energię z grzejnika i informującym o jego stanie.
Możliwości monitorowania w bankach grzejników
Każdy czujnik umieszczony w zespole grzejników PTFE zapewnia ciągły wgląd w zachowanie elektryczne poszczególnych elementów grzejnych.
Typowe monitorowane parametry obejmują:
Pobór prądu RMS na grzejnik
Równowaga obciążenia pomiędzy fazami
Stan operacyjny-w czasie rzeczywistym
Dane trendów historycznych na potrzeby konserwacji predykcyjnej
Na podstawie tego zbioru danych można zidentyfikować wiele stanów usterek.
Wykrywanie awarii grzejnika
Nagły spadek prądu jest zwykle związany z:
Otwarty-awaria elementu grzejnego obwodu
Odłączone okablowanie
Aktywacja wewnętrznego bezpiecznika lub wyłącznika termicznego
Umożliwia to szybką izolację-niefunkcjonalnych grzejników w dużych systemach.
Wykrywanie trendów degradacji
Stopniowe zmiany w obecnym podpisie mogą wskazywać:
Zwiększenie rezystancji styków na zaciskach
Częściowe uszkodzenie izolacji
Postępujące starzenie się elementów
Takie tendencje umożliwiają planowanie konserwacji przed wystąpieniem katastrofalnej awarii.
Korzyści systemowe-dla instalacji przemysłowych
Przyjęcie architektury wykrywania-z własnym zasilaniem zapewnia kilka korzyści operacyjnych:
Eliminacja zewnętrznych zasilaczy czujników
Usunięcie długich przewodów sygnału analogowego
Mniejsza ilość pracy instalacyjnej i złożoności okablowania
Skalowalne wdrożenie w dużych flotach grzejników
Uproszczona modernizacja w istniejących instalacjach
Czynniki te znacznie zmniejszają barierę w realizacji pełnej widoczności elektrycznej w systemach termicznych.
Względy techniczne
Ograniczenia w zakresie pozyskiwania energii
Pozyskana energia zależy od:
Wielkość prądu grzałki
Stabilność warunków obciążenia
Konstrukcja rdzenia i wydajność uzwojenia
Niskie-obciążenie lub praca przerywana może zmniejszyć dostępny budżet energii na transmisję bezprzewodową.
Podstawowe wymagania projektowe
CT zazwyczaj wykorzystuje:
Rdzenie ferrytowe lub laminowane o wysokiej{{0}przepuszczalności
Podziel-geometrię rdzenia na potrzeby instalacji modernizacyjnej
Wieloobrotowe uzwojenie wtórne-do wzmacniania napięcia
Cechy te zapewniają wystarczające wychwytywanie energii na poziomie prądu przemysłowego.
Integracja przemysłowego IoT
Zebrane dane są zazwyczaj agregowane na bramce i przekazywane do:
systemy SCADA
Platformy analityczne-w chmurze
Silniki konserwacji predykcyjnej
Systemy zarządzania energią
Umożliwia to korelację-systemową pomiędzy wydajnością cieplną a zachowaniem obciążenia elektrycznego.
Skalowalność w systemach z wieloma-grzejnikami PTFE
W zespołach grzejników PTFE skalowalność jest czynnikiem krytycznym. Systemy mogą zawierać:
Dziesiątki grzejników na farmę zbiorników
Wiele niezależnych stref procesowych
Redundantne konfiguracje ogrzewania
Bezprzewodowy,-samozasilający się czujnik eliminuje wąskie gardło w okablowaniu, umożliwiając widoczność wszystkich grzejników niemal jeden do jednego, bez proporcjonalnego wzrostu złożoności instalacji.
Wniosek
Bezprzewodowy czujnik prądu-z własnym zasilaniem stanowi znaczący postęp w monitorowaniu systemów termicznych, szczególnie w przypadku rozproszonych instalacji grzejników PTFE. TheBezprzewodowy czujnik prądu z własnym zasilaniem Zespół podgrzewaczy PTFEpodejście umożliwia ciągły,{{0}bezobsługowy pomiar stanu obciążenia elektrycznego poprzez pozyskiwanie energii bezpośrednio z prądu roboczego grzejnika.
W rezultacie wgląd-w czasie rzeczywistym w zachowanie elektryczne każdego grzejnika w obiekcie staje się praktyczny na dużą skalę. Technologia ta ustanawia nowy paradygmat w przemysłowym IoT dla systemów termicznych, w których infrastruktura monitorowania nie jest już ograniczona złożonością okablowania lub konserwacją baterii.
Ostatecznie najskuteczniejszy czujnik to taki, który działa w sposób ciągły w tle, nie wymaga zewnętrznego zasilania i pozostaje trwale zintegrowany bez interwencji konserwacyjnej.
