Problemi con cavi per termocoppie

[GiacomoBS]

Ciao ragazzi,

mi trovo alla prima esperienza su un impianto industriale in fase di realizzazione, vi chiedo un parere in merito a delle misure realizzate con termocoppie.

Il cavo che è stato posato è un cavo per termocoppie tipo K, non schermato. I collegamenti sono lunghi circa 20/25 metri e portano il segnale ad un convertitore tensione/segnale 4-20 mA.

Per tutta una serie di questioni sono state installate delle termocoppie tipo S invece delle K. I problemi che mi si presentano sono:

- a impianto freddo (15 gradi) il convertitore genera il valore di corrente che corrisponde alla segnalazione di errore; una volta che si raggiungono 30 gradi circa le misure riprendono a funzionare

- quando le misure funzionano, i valori presentano degli scostamenti rispetto ai valori reali; non parliamo del 50% di scostamento, ma è evidente che qualcosa non torna 

Abbiamo verificato che i convertitori siano stati programmati correttamente per quanto riguarda il range di temperatura, lo stesso vale per il DCS. Tenderei ad escludere che sia un problema di disturbi perché i problemi si verificano anche in assenza utenze in funzione che condividono con le termocoppie le stesse vie cavo.

È quindi scontato che il problema sia la differenza di materiale tra il cavo e la termocoppia?

Grazie anticipatamente.

Giacomo

 

[ETR]

Ciao Giacomo, stai lavorando su un forno, giusto ?

Prima cosa, cambia i cavi, devono essere cavi compensati K (al massimo potremmo accettare quelli di estensione). Visto che hai 20/25 metri, non ti costerà troppo, però almeno farai le cose come si devono.

Con i cavi corretti, poi possiamo fare altre considerazioni, per esempio sui convertitori, perché potrei capire dei disturbi, ma in alta temperatura (e quello dipende dalle TC). I convertitori sono anche isolatori galvanici ?

PS : non esiste commercialmente un cavo per termocoppia schermato, se non per specifiche SPECIALI (tipo saipem o altro). Quelli che trovi standard, con calza metallica esterna, sono realizzati cosi, perché la parte metallica, protegge i conduttori interni isolati solitamente in fibra (quindi attenzione al raggio di piegatura). 

Poi puoi trovare anche PVC, ricoperto con calza metallica.

Per ultimo, stai attento alla differenza tra estensione e compensazione (una rapida ricerca google ti chiarisce la cosa). Occhio perché su queste cose, puoi incorrere in sonore batoste commerciali (i costi sono ben diversi) e/o infrazioni di ispettori (intendendo per questo, clienti finali con personale di qualifica dell'impianto, i cosiddetti ispettori). Se non sei messo cosi male, informati e vedrai che la cosa si risolve.

 

Ciao

[Lucky67]

Per prova metti il convertitore in campo vicino la termocoppia. Da li al quadro a quel punto il tipo di cavo conta poco e verifica se la misura è congrua. Se hai un generatore di termocoppie il gioco è fatto perchè sei sicuro del segnale sorgente e verifichi a freddo tutte le temperature che vuoi.

[evans]

Scusa, ma quale è la temperatura di lavoro ?

E' chiaro comunque che le curve delle termocopie K e S sono diverse e se i cavi compensati applicati alle TC sono diversi le misure non saranno attendibili.

per avere misure attendibili, bisogna sapere quale è il range di temperatura richiesto dopodichè si sceglie la TC la quale deve lavorare nel tratto rettilineo della curva.

Ciao

Modificato: 14 ottobre 2015 da evans

[GiacomoBS]

Ciao a tutti, grazie molte per le risposte; andiamo con ordine:

Per ETR
Sto lavorando su una caldaia a biomassa, francamente non so se i convertitori siano anche degli isolatori galvanici. Ho approfondito la differenza tra cavi di compensazione ed estensione e mi è chiara, anche se francamente non capisco il vantaggio di usare un cavo d'estensione dato che, agli effetti esterni, se non ho capito male la relazione fem-temperatura è la medesima.

Per Lucky 67
Temo che far passare il segnale 4-20 mA sul cavo per termocoppia, che appunto non è schermato, mi faccia incorrere in disturbi. Se il cavo fosse stato schermato allora in quel modo, con qualche spezzone di cavo d'estensione di tipo S e collocando il convertitore in una junction box vicino alla termocoppia, avrei risolto il problema.

Per evans
La temperatura di lavoro è di circa 850/900 gradi.


Una considerazione: sostituire il cavo attuale con un compensato/estensione tipo S è con ogni probabilità la soluzione al problema. Resta il fatto che non è un'operazione simpatica poichè ci sono 6 termocoppie in questa situazione. 
Prima di aprire le canaline, rimuovere le linee e rifare le pose, mi piacerebbe simulare con il calibratore la termocoppia ad un capo del cavo e vedere quali scostamenti registro rispetto al valore che imposto. Penso inoltre che provare a simulare la termocoppia direttamente in ingresso al convertitore e leggere i valori a DCS tolga ogni dubbio sul corretto funzionamento di questi ultimi.

Ho fatto inoltre un'ipotesi sul perchè, a 15 gradi, le misure spariscono. 
Poichè in sala quadri ci sono 20 gradi, quando in campo ne ho 15 i potenziali si invertono. Con un cavo corretto, dovrei leggere temperature basse (i miei convertitori sono programmati per leggere fino a -40°C). 
Visto che però, tra il campo e il quadro, ho un cavo per termocoppie tipo K che ha sensibilità mv/°C svariate volte superiore a quello dei materiali usati nelle S, penso che la fem del cavo sia molto più grande di quella della termocoppia, dando al convertitore una fem totale alta, che corrisponde al fuori range.
Che ne pensate?


Grazie e buona serata!
Giacomo

[ETR]

Ciao Giacomo, i 15 °C te li giochi sul giunto di compensazione. Inoltre usi anche morsetti idonei, con lo stesso materiale della termocoppia ? Ti si crea un giunto intermedio che misura la temperatura del quadro. MI capitava su delle piastre scaldanti per un laser che avrebbero dovuto lavorare a 40 °C ma alla fine misuravano i 35°C del quadro, senza mai intervenire.

Ad una temperatura cosi, sprecare i soldi in TC S con platino è stato proprio un peccato. Sarebbe meglio, mettere dell Tc K, se sono ben isolate con convertitore 4:20 mA in testa e aggiungere delle unità di acquisizione su BUS in loco, magari IP67.

Assolutamente non utilizzare i cavi di compensazione per i segnali 4:20, perché avresti grossi problemi.

Certo che avere a disposizione un calibratore, ti risolverebbe certamente ogni problema. Considera che li puoi trovare a partire da 400 euro e te li ripaghi in men che non si dica. Certo poi puoi anche spenderne 5000:6000 come il ns più vari software e certificati annuali, ma come per ogni cosa, valuta che uso ne puoi fare.

Ciao

 

[Livio Orsini]

Io ritengo che in questi casi la soluzione più affidabile, ed alla lunga più economica, è montare dei "front end" per termocoppie che trasferisono il segnale in digitale. Ce ne sono anche con bus a bassa velocità che può essere letto anche da un ingresso digitale di un  PLC.

Consulta i cataloghi Datexel e Seneca.

[Lucky67]

Temo che far passare il segnale 4-20 mA sul cavo per termocoppia, che appunto non è schermato, mi faccia incorrere in disturbi. Se il cavo fosse stato schermato allora in quel modo, con qualche spezzone di cavo d'estensione di tipo S e collocando il convertitore in una junction box vicino alla termocoppia, avrei risolto il problema

Il segnale 4-20 mA è un segnale molto "robusto" e non molto influenzabile da disturbi..secondo me varrebbe la pena tentare 

[GiacomoBS]

Ciao+ragazzi, vi aggiorno a seguito della risoluzione del problema.
Ho sostituito i cavi esistenti (cavi compensati per TC K non schermati e non twistati) con cavi per TC S schermati e twistati. Ora non si verificano più condizioni di fuori range insensate.

La misura può essere certamente affinata ulteriormente, vedasi i morsetti isotermici citati da qualcuno e che prenderò sicuramente in considerazione.
Resta il fatto che sulle prossime applicazioni solleciterò chi di dovere ad acquistare termocoppie con trasmettitori in testa oppure con convertitori da posizionare in campo, il più vicino possibile alla termocoppia.

PS. Ho trovato i cavi per termocoppie twistati e schermati presso un'azienda piemontese, contattatemi se siete interessati al riferimento. Propongono una grande varietà di tipologie, sia in merito alle schermature/twistature che in merito al tipo di isolamento e alla possibilità di esecuzioni armate.

Grazie per il supporto e alla prossima!
Giacomo

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