Sai số đo mức bằng radar: nguyên nhân và chẩn đoán dựa trên dữ liệu

METRAVON Sai số đo mức bằng radar: nguyên nhân và chẩn đoán dựa trên dữ liệu

Khi bộ truyền mức radar bắt đầu hoạt động bất thường, một trong những sai sót phổ biến nhất là thay đổi ngay các tham số cấu hình.

Trên thực tế, sự cố có thể bắt nguồn từ quy trình công nghệ, ăng-ten, cách bố trí lắp đặt, vòng điện hoặc hệ thống điều khiển. Nếu không xác định được tầng nguyên nhân gây lỗi trước tiên, việc thay đổi liên tục các tham số có thể khiến công tác khắc phục sự cố trở nên khó khăn hơn.

1. Bắt đầu với ba câu hỏi cơ bản:

Mức độ thực tế của quy trình là gì?
Radar hiển thị ở mức độ nào trong phạm vi cục bộ?
Các giá trị PLC hoặc DCS thể hiện giá trị gì?

Việc so sánh ba giá trị này thường giúp xác định được vấn đề có khả năng xuất phát từ phía đo lường hay từ phía truyền tín hiệu.

2. Các triệu chứng phổ biến và bước kiểm tra đầu tiên:

– Triệu chứng;	– Kiểm tra đầu tiên;
– Giá trị radar tại vị trí đúng, nhưng giá trị PLC không chính xác;	– Vòng 4-20mA, quy chuẩn thang đo PLC và đơn vị kỹ thuật;
– Cả radar và PLC đều sai;	– Tín hiệu phản hồi, việc lắp đặt, môi trường truyền dẫn và cấu hình;
– Giá trị đọc duy trì ổn định trong thời gian dài;	– Tắt tín hiệu phản hồi. Hành vi lỗi và sự nhiễm bẩn ăng-ten
: Tỷ lệ đọc đột ngột tiến gần đến 100%	: Gợn sóng trường gần mạnh, hiện tượng tích tụ ăng-ten hoặc lỗi quy chuẩn hóa
Tần số radar ở mức thấp có thể giảm xuống mức thấp nhất	: Hiện tượng phản xạ từ sản phẩm có hằng số điện môi thấp – yếu – gây nhiễu so với phản xạ từ đáy bồn chứa

3. Tại sao môi trường có hằng số điện môi thấp lại gặp nhiều khó khăn khi hoạt động ở mức thấp?

: Một số loại dầu, hợp chất hydrocarbon và dung môi hữu cơ tạo ra tín hiệu phản xạ radar tương đối yếu tại bề mặt chất lỏng.

Khi mức chất lỏng giảm xuống, một phần năng lượng radar có thể vẫn đi xuyên qua chất lỏng và phản xạ mạnh từ đáy bình kim loại.

Thiết bị phát có thể thu được cả tín hiệu phản xạ yếu từ bề mặt chất lỏng và tín hiệu phản xạ mạnh hơn từ đáy. Nếu khoảng cách tín hiệu giữa hai tín hiệu này không đủ, thiết bị có thể chuyển sang mục tiêu khác.

Việc thay đổi điểm gốc không làm tăng cường độ phản xạ vật lý từ bề mặt chất lỏng, do đó không thể giải quyết được nguyên nhân gốc rễ.

4. Khi bọt gây ra sự cố, cần ghi lại những thông tin gì?

Việc ghi đơn thuần là “có bọt” là chưa đủ để thực hiện chẩn đoán.

Các thông tin hữu ích khác bao gồm:

Thời điểm bọt xuất hiện;
Bọt có xuất hiện liên tục hay chỉ xuất hiện tạm thời;
Độ dày của bọt có thay đổi đáng kể hay không;
Sai số về độ cao có bắt đầu xuất hiện đồng thời hay không;
Liệu một tín hiệu phản hồi mới có xuất hiện trên đường cong phản hồi hay không;
hay tín hiệu phản hồi thực tế từ bề mặt chất lỏng có trở nên yếu đi hay không;

5. Hiện tượng nhiễm bẩn ăng-ten thường biểu hiện như thế nào trong dữ liệu?

bụi, hiện tượng ngưng tụ và sự tích tụ thường diễn ra một cách dần dần thay vì xảy ra ngay lập tức.

Các dấu hiệu điển hình bao gồm:

Sự suy giảm dần của tín hiệu hồi âm thực tế;
Sự gia tăng hiện tượng nhiễu trong vùng gần;
Tần suất xảy ra lỗi đo lường tăng dần theo thời gian;
Sự phục hồi rõ rệt sau khi vệ sinh ăng-ten.

Nếu thiết bị liên tục trở lại trạng thái bình thường sau khi được vệ sinh, hiện tượng nhiễm bẩn cần được xử lý như một vấn đề bảo trì, thay vì liên tục khắc phục bằng các thiết lập phần mềm.

6. Cần kiểm tra những điểm nào khi chỉ số đột ngột tăng lên 100%?

Xác nhận liệu mức độ thực tế có thực sự tăng lên hay không.
Kiểm tra hiện tượng ngưng tụ hoặc sự tích tụ chất bẩn gần ăng-ten.
Kiểm tra vòi gắn để phát hiện các lớp cặn bám.
Tìm kiếm một hiện tượng phản xạ trường gần mới và mạnh.
Kiểm tra xem thang đo PLC 4-20mA có bị thay đổi hay không.

Một hiện tượng phản xạ mạnh nằm gần ăng-ten có thể được hiểu là xuất hiện từ một bề mặt sản phẩm đặt rất gần thiết bị phát.

7. Liệu một giá trị đọc bị đóng băng có nghĩa là thiết bị radar đã hỏng không?

Không.

Khi thiết bị phát sóng tạm thời không nhận được tín hiệu phản hồi đáng tin cậy, thiết bị có thể được cấu hình theo các cách sau:

Giữ lại giá trị hợp lệ cuối cùng;
Xuất dòng điện lỗi;
Chuyển sang một trạng thái an toàn đã được định nghĩa trước khác.

Do đó, cần kiểm tra đồng thời chức năng chẩn đoán thiết bị và đường cong phản hồi.

8. Tại sao radar hoạt động bằng vòng mạch lại cần được kiểm tra tại các đầu nối thiết bị?

Các đầu vào PLC, các rào chắn an toàn, bộ cách ly, điện trở vòng mạch và điện trở cáp đều làm tiêu hao một phần điện áp vòng mạch có sẵn.

Nguồn điện 24 VDC tại tủ điều khiển không đảm bảo rằng bản thân hệ thống radar vẫn nhận được điện áp đủ.

Việc đo lường có ý nghĩa thực tế là Điện áp thực tế trên các đầu nối radar khi vòng mạch đang hoạt động với tham số.

9. Tại sao dữ liệu xu hướng lại có giá trị lớn?

Các xu hướng lịch sử có thể tiết lộ điều kiện vận hành dẫn đến sự cố:

Chỉ khi mức chất lỏng gần đạt đầy;
Chỉ khi mức chất lỏng gần cạn;
Trong quá trình đổ đầy;
Khi máy khuấy khởi động;
Sau khi thực hiện CIP hoặc vệ sinh bằng hơi nước;
Trong các giai đoạn độ ẩm cao.

10. Ma trận xử lý sự cố: Sử dụng dữ liệu để xác định nguyên nhân chính xác

Dấu hiệu sự cố	Màn hình hiển thị tại chỗ	PLC	Đường cong phản hồi	Hướng xử lý khả thi
PLC: Rõ ràng sai	\| Đúng	\| Sai	\| Bình thường	\| Vòng lặp / tỷ lệ hóa PLC
\| Bùng phát đột ngột 100%	\| Sai	\| Sai	\| Gợn sóng trường gần mạnh	\| Hiện tượng ngưng tụ / tích tụ
\| Mức thấp đột ngột xuống đáy bình	\| Sai	\| Sai	\| Gợn sóng đáy mạnh	\| Độ điện môi thấp / đáy bình
\| Giá trị đọc không thay đổi	Đã được cố định;	Đã được cố định;	Sóng phản hồi thực tế biến mất;	Hiện tượng mất sóng phản hồi;
Giá trị đo thay đổi trong quá trình bơm đầy;	Biến động liên tục;	Biến động liên tục;	Xuất hiện nhiều sóng phản hồi hoặc các sóng phản hồi chủ đạo thay đổi;	Dòng bơm đầy / bề mặt sản phẩm thay đổi;

11. Cần lưu ý những điểm gì trước khi thay đổi các tham số?

Trước khi thực hiện việc khắc phục sự cố thông qua thay đổi cấu hình, hãy lưu lại:

Các tham số chính hiện tại;
Đường cong phản hồi hiện tại;
Cấp độ quy trình thực tế;
– Giá trị đọc ra-đa hiện tại;
– Giá trị PLC hiện tại.

– Quy tắc bảo trì:– Không được thực hiện nhiều thay đổi tham số liên tiếp nếu chưa lưu lại các thiết lập ban đầu và đường cong phản hồi. Nếu không, sẽ khó xác định được thay đổi nào thực sự ảnh hưởng đến kết quả.

– 12. Cần thu thập những thông tin nào để thực hiện chẩn đoán đầy đủ?

Mô hình radar;
Cấp độ quy trình thực tế;
Màn hình hiển thị thiết bị tại chỗ;
Giá trị đọc từ PLC/DCS;
Dòng điện vòng đo 4-20mA;
Điện áp tại các đầu nối thiết bị;
Mã chẩn đoán;
Đường cong phản hồi dòng điện;
Đường cong phản hồi tham chiếu từ chế độ vận hành bình thường;
Ảnh lắp đặt;
Điều kiện quy trình trung gian và hiện tại.

13. Trình tự khắc phục sự cố được khuyến nghị:

→ Quy trình thực tế → Màn hình cục bộ → Vòng lặp đầu ra → Kiểm tra chẩn đoán → Đường cong phản hồi → ăng-ten → Lắp đặt → Tham số.

Chỉ khi các kiểm tra trên đều cho thấy không có vấn đề rõ rệt, mới có thể nghi ngờ về lỗi điện tử hoặc phần cứng bên trong thiết bị.

– Kết luận;

– Thông tin hữu ích nhất khi xử lý sự cố hệ thống radar không phải là một giá trị mức tại thời điểm nhất định, mà là mối quan hệ giữa các phép đo khác nhau và các kết quả chẩn đoán.

Mức độ thực tế, hiển thị cục bộ, dòng điện 4-20mA, giá trị PLC, dữ liệu xu hướng và đường cong tiếng vang với nhau thường có thể thu hẹp vấn đề xuống quá trình, cài đặt, vòng lặp tín hiệu hoặc chính thiết bị.