난방 제어 시스템에 과열 방지 기능이 어떻게 내장되어 있나요?- 2019년 9월 11일

부식성 물질이나 민감한 물질을 가열할 때 가장 큰 걱정은 '메인 컨트롤러가 고장날 수도 있다'는 것입니다. PTFE 히터가 공정이나 자체를 손상시키기 전에 과열을 막기 위해 무엇을 할 수 있습니까? 이 질문은 귀하가 사업 운영과 관련된 위험을 잘 이해하고 있음을 보여줍니다. 아무리 좋은 부분이라도 한 부분만을 유일한 방어선으로 믿어서는 안 됩니다. 잘 설계된-난방 시스템에서는 단 하나의 제어 메커니즘 대신 계층화된 중복 전략을 사용하여 과열 보호가-이루어집니다.

안전 한계와 제어 설정점
가장 먼저 알아야 할 것은 안전 한계와 제어 설정점의 차이입니다. 제어 설정점은 정상적으로 실행되는 루프의 구성 요소입니다. PID 온도 컨트롤러는 관찰된 온도를 원하는 설정점과 비교하고 필요에 따라 히터 출력을 변경하여 모든 것이 원활하게 작동하도록 유지합니다. 그 목적은 정확하고 빠른 것입니다.

반면에 안전 한계는 상황이 위험해지는 것을 방지하기 위한 것입니다. 온도를 일정하게 유지하려고 노력하지 않습니다. 대신 특정 온도에 도달한 경우에만 작동하는 독립적인 차단 기능으로 작동합니다. 간단히 말해서, 안전 한계는 주 제어 시스템과 별도로 자체적으로 작동하는 가드레일입니다.

이러한 책임 분담은 매우 중요합니다. 하나의 센서 또는 컨트롤러가 규제와 보호를 모두 수행하는 경우 오류가 발생하면 전체 시스템이 실패할 수 있습니다.

계층화된 안전 아이디어
대부분의 산업용 난방 시스템에는 여러 가지 안전 계층이 있으며 각 계층은 고유한 유형의 고장을 처리하도록 구축되었습니다. 일반적으로 PID 컨트롤러인 프로세스 컨트롤러는 정상적인 작동 온도를 유지하는 주요 계층입니다.

다음 레이어는 과열로부터 자체적으로 보호하는 장치입니다. 이는 자체 센서가 있는 온도 제한 컨트롤러일 수도 있고 히터에 내장된 기계적 열 차단 장치일 수도 있습니다. 이 레이어는 어떤 방식으로든 메인 컨트롤러에 연결되어 있지 않기 때문에 메인 제어 루프가 중단되더라도 작동합니다.

위험이 더 높은 애플리케이션에서는 추가 센서, 유량 또는 레벨 스위치에 연결된 인터록, 전체 시스템에서 작동하는 비상 차단 회로 등 다른 레이어를 추가할 수 있습니다. 각 계층은 한 번의 실수로 인해 장비가 손상되거나 안전 문제가 발생할 가능성을 줄여줍니다.

전용 센서 및 온도 제한 컨트롤러
가장 빈번하게 사용되는 2차 보호 장치 중 하나는 온도 제한 컨트롤러입니다. 일반적으로 PID 컨트롤러와는 다른 가변 설정점 대신 고정된 최대 온도를 갖습니다. 감지된 온도가 이 한도를 초과하면 컨트롤러는 즉시 히터의 전원을 차단합니다. 대부분의 경우 히터는 손으로 재설정해야 합니다.

이러한 컨트롤러는 기본 제어 루프와 다른 센서를 사용하는 경우가 많으며 이는 매우 중요합니다. 이 센서는 히터 표면이나 인식된 뜨거운 지점에 더 가깝게 배치할 수 있으므로 온도가 너무 빨리 상승할 때 쉽게 찾을 수 있습니다. PID 컨트롤러가 실패하거나 잘못 설정되더라도 안전 한계는 자체적으로 작동하기 때문에 계속 작동합니다.

수동으로 재설정하는 기능은 중요한 기능입니다. 이는 운영자가 시스템 자체를 다시 시작하여 문제가 다시 발생할 수 있게 하는 대신 과열 발생 원인을 조사하도록 합니다.-

열 보호 장치 내장
일부 PTFE 가열 튜브에는 히터 장치에 추가 보호 기능이 내장되어 있습니다. 특정 온도에 도달하면 전기 회로를 영구적으로 또는 일시적으로 차단하기 위해 온도 퓨즈 또는 바이메탈 온도 차단 장치가 만들어집니다.

이러한 장치는 기계적으로만 사용자를 보호합니다. 외부의 센서, 배선 또는 제어 로직이 필요하지 않습니다. 이는 건식 발사, 액체 레벨 손실 또는 주요 제어 실패와 같은 매우 나쁜 상황에 대한 최후의 방어선으로 매우 유용합니다.

하지만 내장된-열 보호 기능은 대체가 아닌 추가로 보아야 합니다. 일부 기기는 전원을 켠 후 새 히터가 필요하며 외부 컨트롤러와 동일한 양의 프로세스-수준 감독 기능을 제공하지 않습니다.

추가 제어 및 "투표" 아이디어
매우 정교하거나 많은 비용이 드는 시스템에서는 중복성이 단 하나의 백업 장치 이상일 수 있습니다. 제어 시스템은 동일한 지점을 측정하는 두 센서의 판독값을 비교할 수 있습니다. 판독값이 너무 멀리 떨어져 있으면 시스템이 경보를 울리거나 종료됩니다. 이 방법은 온도가 위험해지기 전에 센서 드리프트 또는 고장을 찾는 데 도움이 됩니다.

일부 더 복잡한 시스템은 간단한 투표 논리를 사용할 수 있습니다. 즉, 시스템이 계속 작동하려면 신호 3개 중 2개가 동의해야 합니다. 이러한 종류의 설계는 대규모 프로세스 산업에서 더 일반적이지만 기본 아이디어는 동일합니다. 즉, 시스템을 불안전하게 만드는 단 하나의 실패 지점도 있어서는 안 됩니다.

구현 및 테스트 시 고려해야 할 사항
안전 레이어를 만드는 것은 단순히 솔루션의 일부일 뿐입니다. 정기적으로 테스트하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 시운전 시와 그 이후 정기적으로 온도 제한 컨트롤러를 검사하여 올바르게 종료되는지 확인해야 합니다. 센서의 반응 속도를 늦출 수 있는 녹, 코팅 축적 또는 기계적 손상이 있는지 확인하십시오.

안전 설정값을 명확하게 기록하는 것도 중요합니다. 일반적인 작동 온도보다 높지만 히터, 공정 매체 또는 근처의 기타 장비를 손상시킬 수 있는 수준보다 낮도록 안전 한계를 설정해야 합니다. 안전에 비해 너무 높은 제한은 목적을 달성하지 못하고, 안전에 비해 너무 낮은 제한은 불필요한 여행을 만들 수 있습니다.

최종 생각
단일 컨트롤러 또는 기능은 난방 시스템의 과열 보호 기능을 제공하지 않습니다.- 이는 백업 보유, 독립성 및 신중한 시스템 설계에 달려 있습니다. 기본 PID 컨트롤러는 정상적으로 작동하도록 유지하며, 문제가 발생하면 독립적인 안전 제한, 열 차단 및 기타 컨트롤러가 개입할 준비가 되어 있습니다. 현재 열 시스템 엔지니어링에서 부식성 액체, 고온 또는 큰 안전 위협으로부터 방어하는 가장 좋은 방법은 전기 및 기계 보호를 모두 포함하는 다{4}}계층 보호 계획을 사용하는 것입니다.