การตรวจสอบ PLC เทียบกับเซ็นเซอร์วัดกระแสไฟฟ้าแบบแคลมป์-ons

แท็ก PLC และการวัดกระแสแบบแคลมป์ตอบคำถามคนละข้อ ตัวควบคุมสามารถรายงานได้ว่าลำดับการทำงานสั่งการอะไร อินเตอร์ล็อกใดขัดขวางการเคลื่อนที่ และค่ากระบวนการใดข้ามขีดจำกัด ส่วนเซนเซอร์กระแสรายงานผลทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในตัวนำเส้นหนึ่ง ทั้งสองอย่างไม่ได้เป็นความจริงเกี่ยวกับการผลิตโดยอัตโนมัติ โครงการมอนิเตอร์ที่น่าเชื่อถือเริ่มจากการกำหนดว่าจะต้องตัดสินใจเรื่องใด จากนั้นจึงพิสูจน์ว่าสัญญาณที่เลือกสามารถแยกแยะสถานะการทำงานที่สำคัญได้

ข้อมูล PLC ให้บริบทของลำดับการทำงาน ส่วนการตรวจจับกระแสให้การสังเกตทางไฟฟ้าที่เป็นอิสระ

สิ่งที่การมอนิเตอร์ PLC พิสูจน์ได้

เมื่อโปรแกรมเครื่องจักรและเอกสารมีความน่าเชื่อถือ ข้อมูล PLC จะให้บริบทที่ครบถ้วนที่สุด คำสั่งเดินเครื่อง เงื่อนไขอนุญาต ขั้นตอนของสเตตแมชชีน รหัสข้อขัดข้อง ตัวนับรอบ รหัสสูตรการผลิต และค่าแอนะล็อก สามารถอธิบายได้ไม่เพียงว่าเครื่องจักรหยุด แต่ยังอธิบายสาเหตุด้วย ข้อมูลเดียวกันยังรองรับการเชื่อมโยงเหตุการณ์ระหว่างไดรฟ์ รีโมต I/O และ HMI โดยทั่วไปข้อมูลนี้เป็นแหล่งข้อมูลที่เหมาะสมสำหรับบันทึกตามข้อกำกับดูแลหรือขีดจำกัดของกระบวนการ เพราะสามารถกำหนดความหมายและหน่วยทางวิศวกรรมได้อย่างชัดเจน

อย่างไรก็ตาม ความน่าเชื่อถือของแท็กขึ้นอยู่กับลอจิกของแท็กนั้น บิตมอเตอร์ทำงานอาจสะท้อนเพียงคำสั่ง ไม่ใช่การเคลื่อนที่ที่ได้รับการยืนยัน ตัวนับรอบอาจเพิ่มค่าก่อนที่ชิ้นงานจะเสร็จสมบูรณ์ บิตข้อขัดข้องอาจถูกรีเซ็ตก่อนที่ฮิสทอเรียนจะอ่านค่า วิศวกรต้องติดตามแท็กแต่ละตัวที่เลือกไปจนถึงเหตุการณ์ทางกายภาพ ตรวจสอบจังหวะการสแกนและการอัปเดต และทดสอบลำดับการทำงานที่ผิดปกติ การอ่านแท็กที่สะดวกจำนวนมากโดยไม่มีข้อตกลงด้านข้อมูลจะสร้างชุดข้อมูลขนาดใหญ่ที่มีหลักฐานสนับสนุนอ่อน

สิ่งที่เซนเซอร์แบบแคลมป์พิสูจน์ได้

แคลมป์หม้อแปลงกระแสแบบแกนผ่าโอบรอบตัวนำไฟฟ้ากระแสสลับหนึ่งเส้น และตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า คำอธิบายของ Fluke เกี่ยวกับการทำงานของแคลมป์หม้อแปลงกระแสระบุว่าตัวนำทำหน้าที่เป็นขดปฐมภูมิ ส่วนขดลวดของแคลมป์ทำหน้าที่เป็นขดทุติยภูมิ แคลมป์แบบฮอลล์เอฟเฟกต์สามารถวัดได้ทั้งกระแส AC และ DC แต่ช่วงการวัด แบนด์วิดท์ ความเสถียรของจุดศูนย์ และเอาต์พุตแตกต่างกัน ประเภทของเซนเซอร์ต้องสอดคล้องกับรูปคลื่นและอินพุตสำหรับมอนิเตอร์ถาวร

กระแสไฟฟ้าสามารถบ่งชี้การจ่ายพลังงาน การเปลี่ยนแปลงโหลด กระแสกระชาก การติดขัด การเดินเครื่องโดยไม่มีโหลด และรอบการทำงานซ้ำ ๆ ได้ แต่ไม่สามารถพิสูจน์คุณภาพผลิตภัณฑ์ ความเร็วเพลา สถานะที่ได้รับคำสั่ง หรือสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงโหลดได้ด้วยตัวมันเอง อินเวอร์เตอร์ปรับความถี่ทำให้การตีความซับซ้อนขึ้น เนื่องจากรูปคลื่นไม่ใช่คลื่นไซน์ความถี่สายที่สะอาด และกระแสมอเตอร์เปลี่ยนแปลงตามความเร็ว แรงบิด พฤติกรรมของพาหะสวิตชิง และโหมดควบคุม แคลมป์ทั่วไปหรือเครื่องบันทึกข้อมูลอัตราต่ำอาจแสดงตัวเลขได้ แต่พลาดเนื้อหาของรูปคลื่นที่จำเป็นต่อข้อสรุปที่ถูกต้อง

การติดตั้งไม่ใช่แบบไม่รบกวนระบบในทุกความหมาย

เซนเซอร์แกนผ่าช่วยหลีกเลี่ยงการถอดตัวนำที่ต้องการวัด แต่การติดตั้งยังต้องเข้าถึงตู้ไฟฟ้าที่มีกระแสอยู่ เว้นแต่อุปกรณ์จะถูกแยกพลังงาน งานดังกล่าวต้องปฏิบัติตามโปรแกรมความปลอดภัยทางไฟฟ้าของสถานที่ พิกัดอุปกรณ์ ขอบเขตอาร์กแฟลช และขั้นตอนล็อกเอาต์ ปกติควรคล้องแคลมป์รอบตัวนำเพียงเส้นเดียว ไม่ใช่สายเคเบิลหลายแกนทั้งเส้นที่มีกระแสจ่ายและกระแสย้อนกลับ เพราะสนามแม่เหล็กที่มีทิศตรงข้ามกันอาจหักล้างกัน การปิดปากแคลมป์ การวางตัวนำให้อยู่กึ่งกลาง สนามแม่เหล็กใกล้เคียง ทิศทาง และช่วงการวัดที่เลือก ล้วนส่งผลต่อความแม่นยำ

สำหรับระบบถาวร ต้องแยกความแตกต่างระหว่างมิเตอร์แคลมป์แบบมือถือกับทรานสดิวเซอร์กระแสที่ผ่านการรับรอง ทรานสดิวเซอร์ต้องมีเอาต์พุตที่เข้ากันได้กับอินพุตของดาต้าล็อกเกอร์หรือ PLC มีฉนวนและพิกัดหมวดหมู่ที่เหมาะสม ค่าเบิร์ดที่ถูกต้อง ตู้ครอบ การยึดติดที่มั่นคง และการสอบเทียบที่มีเอกสารรับรอง เครื่องมือวิเคราะห์ชั่วคราวไม่ได้เป็นเซนเซอร์ถาวรโดยอัตโนมัติ ทรานสดิวเซอร์ที่เชื่อมต่อกับ PLC สามารถตรวจสอบร่วมกับเซนเซอร์อุตสาหกรรมและอินพุตแอนะล็อกอื่น ๆ ของโรงงานได้

การสุ่มตัวอย่างและค่าขีดจำกัดเป็นตัวตัดสินว่าข้อมูลมีประโยชน์หรือไม่

รอบการทำงานที่ใช้เวลาสองวินาทีไม่สามารถจำแนกได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยค่าเฉลี่ยหนึ่งนาที กำหนดช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่างจากเหตุการณ์ที่สั้นที่สุดซึ่งมีความสำคัญ จากนั้นพิจารณาแบนด์วิดท์ของเซนเซอร์ การกรองที่อินพุต การบัฟเฟอร์ของเกตเวย์ ความล่าช้าของเครือข่าย และเดดแบนด์ของฮิสทอเรียน หากกระแสกระชากมีความสำคัญ ให้ใช้เครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อจับเหตุการณ์ดังกล่าวโดยเฉพาะ โดย Fluke ระบุว่าการวัดประเภทนี้จำเป็นต้องมีฟังก์ชันกระแสกระชาก หากสนใจเพียงเวลาการเดินเครื่องรายชั่วโมง การรวมข้อมูลด้วยอัตราที่ช้าลงอาจเพียงพอ

สร้างค่าขีดจำกัดจากข้อมูลการทำงานที่มีการระบุสถานะ แทนการใช้ความรู้สึก เก็บข้อมูลช่วงที่ทราบว่าเป็นสถานะหยุดนิ่ง การผลิตปกติ การตั้งเครื่อง การติดขัด การอุ่นเครื่อง การบำรุงรักษา และข้อขัดข้อง ใช้ฮิสเทอรีซิสและระยะเวลาคงอยู่ เพื่อไม่ให้สัญญาณรบกวนใกล้ขอบเขตสร้างการเปลี่ยนสถานะซ้ำ ๆ ตรวจสอบความถูกต้องใหม่หลังจากเปลี่ยนมอเตอร์ ชุดเกียร์ ไดรฟ์ ผลิตภัณฑ์ หรือความเร็วการทำงาน ลักษณะกระแสเป็นของการกำหนดค่าเครื่องจักร ไม่ใช่สิ่งที่ผูกติดถาวรกับชื่อสินทรัพย์

ความปลอดภัยทางไซเบอร์และกรรมสิทธิ์ข้อมูล

การมอนิเตอร์ PLC ไม่ได้ก่อให้เกิดความเสี่ยงทางไซเบอร์ที่ยอมรับไม่ได้โดยเนื้อแท้ และการตรวจจับกระแสก็ไม่ได้แยกขาดจากเครือข่ายโดยอัตโนมัติ ความเสี่ยงขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรม โปรโตคอลอุตสาหกรรมแบบอ่านอย่างเดียวก็ยังเพิ่มเส้นทางเครือข่าย ข้อมูลรับรอง ซอฟต์แวร์ และทราฟฟิก ซึ่งต้องมีการจัดทำบัญชี การแบ่งเครือข่าย สิทธิ์เท่าที่จำเป็น การสำรองข้อมูล และการควบคุมการเปลี่ยนแปลง ในทางกลับกัน เกตเวย์กระแสแบบไร้สายหรือดาต้าล็อกเกอร์ที่เชื่อมต่อคลาวด์ก็สร้างข้อมูลระบุตัวตน วิทยุ กระบวนการอัปเดต และเส้นทางข้อมูลขาออกของตัวเอง

จัดทำเอกสารว่าใครเป็นเจ้าของแหล่งข้อมูลแต่ละแห่งและจัดการอย่างไรเมื่อข้อมูลสูญหาย ไคลเอนต์มอนิเตอร์ไม่ควรเขียนข้อมูลไปยังคอนโทรลเลอร์ เว้นแต่จะมีฟังก์ชันที่ผ่านการทบทวนแยกต่างหากรองรับ จำกัดอัตราการสอบถาม เลือกใช้เส้นทางการสื่อสารที่รองรับ และทดสอบโหลดของ CPU และเครือข่าย สำหรับเซนเซอร์อิสระ ให้จัดทำเอกสารเกี่ยวกับบัฟเฟอร์ภายในเครื่อง การซิงโครไนซ์นาฬิกา การหมุนเวียนใบรับรองหรือข้อมูลรับรอง และพฤติกรรมเมื่อการเชื่อมต่อล้มเหลว ตัวชี้วัดความพร้อมใช้งานจะทำให้เข้าใจผิด หากข้อมูลที่ขาดหายถูกจัดเป็นเวลาหยุดโดยไม่มีการแจ้งเตือน

ใช้การออกแบบแบบไฮบริดเมื่อความไม่สอดคล้องมีคุณค่าต่อการวินิจฉัย

สถาปัตยกรรมที่มีประโยชน์ที่สุดมักผสานคำสั่งหรือสถานะจาก PLC เข้ากับการสังเกตกระแสที่เป็นอิสระ คำสั่งเปิดแต่กระแสต่ำอาจบ่งชี้คอนแทกเตอร์ไม่ต่อ ทริปจากโอเวอร์โหลด ความขัดข้องของสายไฟ ไดรฟ์ถูกปิดใช้งาน หรือช่องสัญญาณกระแสเสีย คำสั่งปิดแต่ยังกระแสต่อเนื่องอาจบ่งชี้คอนแทกเตอร์ค้าง เส้นทางบายพาส โหลดอื่นในตัวนำที่วัด หรือการแมปสัญญาณไม่ถูกต้อง หากทั้งคำสั่งและกระแสเปิดอยู่แต่กระแสผิดปกติ ก็สามารถเรียกให้ตรวจสอบด้านการบำรุงรักษาได้ โดยไม่แสร้งทำเป็นระบุชิ้นส่วนที่เสียได้โดยอัตโนมัติ

คงการป้องกันและอินเตอร์ล็อกไว้ในระบบควบคุมและระบบความปลอดภัยที่ออกแบบไว้ แพลตฟอร์มมอนิเตอร์อาจสร้างคำแนะนำ ใบสั่งงาน หรือการวิเคราะห์ได้ แต่ต้องไม่กลายเป็นชั้นตัดการทำงานที่ไม่ได้จัดทำเอกสาร หากจำเป็นต้องใช้กระแสเพื่อการป้องกัน ให้ใช้อุปกรณ์ที่ออกแบบและผ่านการตรวจสอบสำหรับงานป้องกันโดยเฉพาะ พร้อมเวลาตอบสนองและโหมดความขัดข้องที่ถูกต้อง ความแม่นยำในการมอนิเตอร์และประสิทธิภาพด้านการป้องกันเป็นข้อกำหนดคนละประเภท

การทดสอบเพื่อยอมรับระบบ

ก่อนขยายโครงการนำร่อง ให้สร้างเมทริกซ์การทดสอบที่ครอบคลุมทุกสถานะที่ตัวชี้วัดจะรายงาน เปรียบเทียบแท็ก PLC ข้อมูลกระแส การสังเกตของผู้ปฏิบัติงาน และข้อมูลอ้างอิงที่เชื่อถือได้ตลอดกะการผลิตเต็มรูปแบบ ตรวจสอบการจัดแนวเวลา พฤติกรรมหลังรีสตาร์ต การหยุดช่วงสั้น การหยุดตามแผน การถอดเซนเซอร์ การหยุดทำงานของเกตเวย์ และการเปลี่ยนแปลงโหลดของผลิตภัณฑ์ หาปริมาณการเริ่มทำงานผิดพลาด การหยุดที่ตรวจไม่พบ และช่วงเวลาที่ไม่สามารถจำแนกได้ แทนการตัดสินแดชบอร์ดจากรูปลักษณ์

สำหรับ OEE ให้กำหนดขอบเขตของเวลาการผลิตตามแผน เหตุการณ์ที่เริ่มและสิ้นสุดรอบการทำงาน และวิธีจัดการกับการหยุดระดับไมโคร กระแสอาจประเมินความพร้อมใช้งานได้ดี แต่ไม่สามารถให้จำนวนคุณภาพที่มีหลักฐานรองรับได้ PLC อาจให้จำนวนชิ้นงาน แต่ซ่อนรอบการทำงานที่ไม่สมบูรณ์ทางกล ใช้แต่ละสัญญาณเฉพาะกับส่วนของตัวชี้วัดที่สัญญาณนั้นสามารถพิสูจน์ได้

ดุลยพินิจทางวิศวกรรม

เลือกการมอนิเตอร์ PLC เมื่อบริบทของลำดับการทำงาน ค่ากระบวนการ สูตรการผลิต และรายละเอียดข้อขัดข้องเป็นสิ่งจำเป็น และสามารถรองรับอินเทอร์เฟซของคอนโทรลเลอร์ได้อย่างปลอดภัย เลือกการตรวจจับแบบแคลมป์เมื่อสัญญาณบ่งชี้ทางไฟฟ้าที่เป็นอิสระให้หลักฐานเพียงพอ เมื่ออุปกรณ์รุ่นเก่าไม่มีอินเทอร์เฟซที่ใช้งานได้ หรือเมื่อต้องการโครงการวิเคราะห์ระยะสั้น เลือกใช้ทั้งสองแบบเมื่อความไม่สอดคล้องระหว่างคำสั่งกับโหลดช่วยลดเวลาในการแก้ไขปัญหา การออกแบบที่ดีที่สุดไม่ใช่แบบที่ติดตั้งได้เร็วที่สุด แต่คือแบบที่ข้ออ้างต่าง ๆ ยังคงเป็นจริงระหว่างข้อขัดข้อง การบำรุงรักษา การสูญเสียการสื่อสาร และการเปลี่ยนแปลงของเครื่องจักร