Misurazioni affidabili sono di grande importanza per il buon funzionamento dei sistemi tecnici. Nel caso di valori errati dei sensori, il sistema di controllo diviene sub-ottimale a causa della deviazione delle grandezze misurate dal valore reale. Nel peggiore dei casi questo può condurre a spegnimento o errori nel sistema.
Usando le tecniche di convalida automatizzata in tempo reale dei sensori di misura, il loro funzionamento viene continuamente controllato, in modo tale che in caso di malfunzionamento di un sensore i risultati posono essere forniti immediatamente all’operatore. Sensore di misura difettoso viene isolato, e sostituito con i valori calcolati. Questo permette il funzionamento continuo del sistema tecnico e garantisce un tempo adeguato per la manutenzione del sistema di misura.
Metodo di funzionamento
Il processo di validazione dei sensori di misura in tempo reale consiste di tre passi:
- Identificazione di un sensore malfunzionante
- Isolamento di un sensore malfunzionante
- Sostituzione di un sensore malfunzionante con i valori calcolati
Nella fase di identificazione di un sensore malfunzionante viene determinato quale sensore misura i valori errati o devia dai valori reali. Una volta che sia stato accertato che il sensore non funziona correttamente, si può inizializzare la fase d’isolamento del sensore malfunzionante per disabilitare la trasmissione dei valori errati nel sistema DCS / PLC o nel database. Questo è seguito da fase di sostituzione dei valori misurati d’un sensore malfunzionante con li valori calcolati, fatta sulla base di un modello matematico del sistema. Esso garantisce il corretto valore sostitutivo del sensore di misura, che permette il funzionamento corretto del sistema tecnico e fornisce il tempo per la manutenzione del sistema di misura.
Vantaggi
Nell’industria si incontra spesso la pratica di utilizzare sensori di misura ridondanti per misurare la stessa quantità fisica. In questo caso, è controllata la deviazione tra i singoli sensori, identificando in tal modo il sensore non funzionante. Tale soluzione può essere abbastanza sfavorevole dal punto di vista economico, dato i costi connessi molto elevati di acquisizione, installazione e manutenzione del sistema di misura. Inoltre, la soluzione con sensori ridondanti spesso non è possibile a causa di limitazioni pratiche durante l’installazione in un sistema. A causa di queste limitazioni, il nostro gruppo ha sviluppato una propria soluzione software con molti vantaggi:
- Evitando i costi aggiuntivi connessi con sensori di misura ridondanti e la loro manutenzione
- Utilizzabile se l’installazione di sensori ridondanti non è possibile
- Fornisce sicurezza e affidabilità aggiuntiva quando utilizzato in combinazione con sistemi di misura convenzionali con un sensore di misurazione
- Controllo simultaneo di un gran numero di sensori, che riduce ulteriormente il costo di sensori ridondanti e di manutenzione del sistema di misura
- Identificazione, isolamento e calcolo del valore sostitutivo e del sensore malfunzionante consentisce un buon funzionamento del sistema e fornisce tempo sufficiente per la manutenzione del sistema di misura
- Possibilità di applicazioni in processi complessi dove le relazioni analitice fra i parametri misurati non sono disponibili (un’alternativa al filtro di Kalman e al metodo “gas-path-analysis”)
- In alcuni casi è possibile percepire la presenza simultanea di molteplici sensori difettosi
Campi di applicazione
I campi di applicazione di validazione automatizzata in tempo reale dei sensori di misura sono numerosi. L’utilizzo è possibile in quasi tutti i tipi di sistemi di misura, soprattutto per misurare la pressione, temperatura, flusso, tensione, corrente elettrica, ecc., ed anche da tutti i sistemi industriali o dai loro componenti, che hanno un certo grado di correlazione tra i parametri misurati.
