{"id":2233,"date":"2020-11-12T08:39:36","date_gmt":"2020-11-12T08:39:36","guid":{"rendered":"https:\/\/controlloemisura.com\/?p=2233"},"modified":"2020-11-16T11:48:16","modified_gmt":"2020-11-16T11:48:16","slug":"ampliare-lo-scopo-della-diagnostica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/controlloemisura\/ampliare-lo-scopo-della-diagnostica\/","title":{"rendered":"Ampliare lo scopo della diagnostica"},"content":{"rendered":"\n

Yokogawa<\/a> spiega come andare oltre la consueta diagnostica nei sistemi di controllo: vediamo quali sono i fenomeni fisici che inficiano gli organi di comando e le unit\u00e0 di processo, e come evidenziare i malfunzionamenti per poter intervenire<\/h2>\n\n\n\n

Da sempre i sistemi di controllo sono ricchi di funzionalit\u00e0 di diagnostica della propria elettronica e di quella della strumentazione di misura. Bisogna per\u00f2 pensare pi\u00f9 in grande, e fornire informazioni in merito anche a fenomeni fisici che possono occorrere in organi di comando o unit\u00e0 di processo. Con Yokogawa InsightSuite, la diagnostica dello scambiatore di calore consiste nel monitoraggio di alcuni KPI aggiornati ogni mezz\u2019ora o ogni ora, calcolati sulla base dei dati disponibili nel DCS (media mobile su 10 minuti, ciclo di scansione diagnostica 30 o 60 minuti). In particolare vengono valutate le seguenti condizioni: incrostazioni (Fouling Index), relativa alla differenza tra coefficiente di scambio termico attuale e quello nella condizione appena successiva a una pulizia; bilancio termico (Heat Balance Index) rappresentato dal calore scambiato tra i due fluidi; efficienza termica (Thermal Efficiency Index), definita in base alle differenze fra le temperature dei due fluidi in ingresso e in uscita dello scambiatore.<\/p>\n\n\n\n

Come valutare gli scambiatori sulla base dell\u2019andamento dei KPI<\/h3>\n\n\n\n

Il pacchetto richiede la disponibilit\u00e0 di dati real-time di processo (ad esempio Shell Inlet Temperature Tag\/Unit), dati di design dello scambiatore (ad esempio LMTD) e informazioni operative (come l\u2019intervallo di pulizia). Come dati di processo occorrono le quattro temperature e le due portate dei fluidi in ingresso e uscita; quattro pressioni sono necessarie solo per valutare le perdite nel calcolo del Fouling Index. Naturalmente il profilo tipico di queste variabili \u00e8 differente a seconda che lo scambiatore sia di tipo contro-corrente o a correnti equiverse. Sulla base dell\u2019andamento dei KPI il pacchetto fornisce un cruscotto attraverso il quale individuare gli scambiatori che stanno performando male, l\u2019andamento (trend) degli indici di prestazione, e una probabile data entro la quale qualcuno di essi pu\u00f2 scendere sotto una soglia impostabile, in modo da dare all\u2019utilizzatore un riferimento per il prossimo intervento di manutenzione. Grazie a intuitivi grafici a barre rosse, gialle e verdi l\u2019operatore pu\u00f2 individuare facilmente i cosiddetti \u201cbad-actors\u201d e le giornate in cui qualche cosa \u00e8 andato storto; nella Figura 1, un esempio di questi cruscotti, relativo al monitoraggio degli anelli di regolazione.<\/p>\n\n\n\n

\"Figura
Figura 2: sistema IIoT per l\u2019individuazione della cavitazione nelle pompe.\n<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Alcuni esempi di diagnostica del comportamento delle valvole<\/h3>\n\n\n\n

Negli impianti di processo, le valvole sono elementi critici e possono essere soggette a numerosi \u201cacciacchi\u201d che ne comportano un degrado delle prestazioni. La posizione richiesta dal sistema di controllo (attraverso il posizionatore) pu\u00f2 essere raggiunta con una buona precisone valutando in continuo il valore di setpoint e il ritorno di posizione: se la deviazione \u00e8 superiore a una soglia impostabile, viene segnalato all\u2019operatore per le verifiche del caso. Alcune volte, magari a causa di un\u2019eccessiva aggressivit\u00e0 del posizionatore, si muove ciclicamente intorno al valore di posizione desiderato dal sistema di controllo, senza per\u00f2 stabilizzarsi davvero. Anche questo comportamento pu\u00f2 essere rilevato monitorando le oscillazioni rispetto a quelle che si verificano in condizioni normali. La scarsa disponibilit\u00e0 di alimentazione pneumatica invece pu\u00f2 essere individuata monitorando la pressione dell\u2019aria e confrontandola col valore desiderato. Possono esserci anche problemi di connessione meccanica, tali per cui la valvola non si muove rapidamente come previsto; in questo caso si deve valutare la velocit\u00e0 con cui il ritorno di posizione segue la richiesta del sistema di controllo. Attriti e frizioni possono invece portare la valvola a comportarsi in maniera non lineare, inficiando tutto l\u2019anello di controllo. La soluzione sta nel calcolare la deviazione standard della distribuzione della differenza tra la posizione richiesta e quella effettiva. Altri malfunzionamenti possono essere legati a imballaggi o usure, ma \u00e8 possibile rilevare anomalie monitorando i tempi delle corse della valvola per cambiare posizione. Anche per le valvole, un pratico cruscotto consente di individuare a vista quelle che hanno problemi gravi, lievi o trascurabili grazie alle barre rispettivamente rosse, gialle o verdi.<\/p>\n\n\n\n

La cavitazione nelle pompe<\/h3>\n\n\n\n

La cavitazione \u00e8 un fenomeno fisico in cui la differenza di pressione all\u2019interno di un liquido che scorre pu\u00f2 causare rapidamente la formazione di cavit\u00e0 piene di vapore, o \u201cbolle\u201d. L\u2019energia rilasciata quando le bolle collassano pu\u00f2 creare danni significativi alle apparecchiature e di conseguenza anche un guasto al sistema. La cavitazione non solo riduce le dimensioni della pompa o la sezione trasversale di pompaggio della tubazione, ma infligge danni permanenti ai suoi componenti. Individuare i segni di tale usura in una fase iniziale \u00e8 difficile. In molti casi il fenomeno viene scoperto troppo tardi, quando il personale individua anomalie acustiche o vibrazionali. Inoltre anche altri componenti collegati alla pompa (come il motore che la aziona, gli strumenti di monitoraggio locale e le tubazioni a monte o a valle) ne sono gi\u00e0 stati colpiti. Viceversa, anche minime variazioni della pressione differenziale sul lato di aspirazione della pompa possono essere rilevate da un trasmettitore di pressione ad alta precisione (accuracy fino a 0,025% dello span, e tempo di risposta di 90 ms), che fa parte del sistema IIoT (nella Figura 2). Il sensore di pressione trasmette questi dati al sistema di valutazione associato in tempo reale, per poter trarre conclusioni sull\u2019insorgenza o l\u2019esistenza della cavitazione.<\/p>\n\n\n\n

\"Il
Il trasmettitore di pressione Yokogawa EJX.\n<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Un sistema di controllo in tempo reale<\/h3>\n\n\n\n

Per rilevare la cavitazione in tempo reale sono necessari un ciclo di acquisizione dati di 100 ms, e un sistema di controllo con funzionalit\u00e0 di calcolo ad alta velocit\u00e0 e in tempo reale. Il sistema di controllo analizza i valori di pressione interni, non filtrati, prodotti dal trasmettitore di pressione differenziale, al fine di ottenere informazioni sui profili di pressione sia nella pompa sia nelle tubazioni collegate. I dati grezzi vengono convertiti in informazioni robuste con l\u2019aiuto di speciali routine nel sistema di controllo prima di essere trasmessi al personale di manutenzione. Ogni controllore Yokogawa Stardom \u00e8 dotato di un server web integrato a cui puntare da qualsiasi dispositivo che supporti un web-browser.
Queste informazioni, insieme al tempo complessivo di esercizio della pompa, possono cos\u00ec essere visualizzate via Internet o Intranet, oltre che trasmesse a un PC attraverso il protocollo Modbus.<\/p>\n\n\n\n

Autori: Max Veronesi e Maria Cortese di Yokogawa Italia<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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