- Begin bij het bewaken van meerdere elektrische kasten met de aansluitingen en componenten die werkelijk continu gemeten moeten worden. Ken niet zonder meer elke kast hetzelfde aantal sensoren toe.
- Draadloze temperatuursensoren, thermografie, PT100/RTD-sensoren en glasvezeltemperatuursensoren zijn allemaal bruikbaar, maar lossen verschillende meetproblemen op.
- Thermografie is geschikt om onbekende hotspots te vinden; vaste contactsensoren zijn beter voor continue bewaking van bekende locaties.
- PT100-sensoren zijn praktisch in veel conventionele installaties. Metalen bedrading wordt ingewikkelder wanneer meetpunten over hoogspanningsgebieden of sterke elektromagnetische velden zijn verspreid.
- Fluorescentieglasvezelsensoren meten temperatuur op een punt via een optisch traject en zijn vooral nuttig wanneer elektrische isolatie of een hoge weerstand tegen elektromagnetische interferentie belangrijk is.
- Bij meerdere kasten is de sensor slechts een deel van het ontwerp. Ook het aantal kanalen, de routing tussen kasten, de instrumentlocatie en de PLC- of SCADA-integratie bepalen of het bewakingssysteem praktisch is.
Begin bij de meetpunten, niet bij het sensortype
Een rij elektrische kasten kan tientallen mogelijke meetlocaties bevatten, maar elke bereikbare plek meten levert zelden nuttige informatie op. Bepaal eerst welke aansluitingen en componenten met hun temperatuur een beginnend elektrisch of mechanisch probleem kunnen aantonen.
Veelgebruikte vaste meetpunten zijn railverbindingen, boutverbindingen, kabelaansluitingen, aansluitingen van vermogensschakelaars, schakelcontacten en andere stroomvoerende verbindingen waar plaatselijke weerstand extra warmte kan veroorzaken. In sommige kasten zijn twee of drie meetpunten voldoende; andere vereisen meer punten vanwege de stroomsterkte, aansluitindeling of bedrijfshistorie.
Bijvoorbeeld: zes kasten met elk drie gekozen aansluitpunten leveren 18 mogelijke meetpunten op. Dat betekent niet dat elke installatie met zes kasten 18 sensoren nodig heeft. Het aantal volgt alleen uit de locaties die de engineer continu wil bewaken.
Zodra die locaties vaststaan, wordt de volgende vraag relevanter: welke meetmethode past bij elk punt en de elektrische omgeving eromheen?
Draadloze meting, thermografie, PT100 en glasvezelmeting lossen verschillende problemen op
Geen enkele temperatuurmeetmethode is automatisch de beste keuze voor elke kast. Een handcamera kan uitstekend zijn voor periodieke inspectie, terwijl een PT100 prima kan volstaan op een vast meetpunt met lage spanning. Draadloze sensoren kunnen conventionele signaalbedrading voor veel aansluitingen beperken, en glasvezeltemperatuursensoren zijn vooral interessant wanneer het meetpunt op een hoog potentiaal ligt of zich in een sterk elektromagnetisch veld bevindt.
| Meetmethode | Meettype | Continue meting | Elektrische aansluiting op het meetpunt | Typisch voordeel | Belangrijk ontwerppunt |
|---|---|---|---|---|---|
| Draadloze temperatuursensor | Contact | Ja, afhankelijk van het systeem | Afhankelijk van het sensorontwerp | Beperkt conventionele signaalbedrading tussen veel vaste punten en het bewakingssysteem | Voedingsmethode, radiocommunicatie, gatewaydekking en afscherming van kasten |
| Thermografie | Contactloos | Periodiek, of continu met vaste camera’s | Geen op het gemeten oppervlak | Scant een groot gebied en kan helpen onbekende hotspots te lokaliseren | Zichtlijn, emissiviteit, reflecties en interne obstakels |
| PT100 / RTD | Contact | Ja | Metalen draden lopen tot aan het meetpunt | Volwassen techniek, nauwkeurig en breed ondersteund door industriële besturingssystemen | Kabelrouting, elektrische isolatie en complexiteit van bedrading bij veel punten |
| Fluorescentieglasvezel | Contactmeting op een punt | Ja | Optisch traject tussen meetpunt en instrument | Nuttig op locaties met hoog potentiaal en sterke EMI | Probeplaatsing, vezelrouting en beschikbaar aantal kanalen |
De keuze wordt eenvoudiger zodra het meetdoel duidelijk is. Voor het vinden van een onbekende hete verbinding tijdens een inspectie kan een warmtebeeldcamera efficiënter zijn dan overal puntsensoren installeren. Als de hotspot bekend is en continu moet worden bewaakt, is een vaste sensor geschikter. Elektrisch potentiaal, elektromagnetische interferentie en bedradingscomplexiteit bepalen vervolgens of PT100, draadloos of glasvezel de beste aansluiting biedt.
Draadloze bewaking beperkt bedrading, maar de kast beïnvloedt het systeem nog steeds
Draadloze temperatuurmeting wordt vaak overwogen wanneer veel vaste meetpunten over meerdere kasten zijn verdeeld. In plaats van van elke sensor een conventioneel signaalpaar naar een centrale acquisitiekast te leiden, kunnen de temperatuurgegevens naar een gateway of ontvanger worden verzonden.
Dat kan sommige retrofitprojecten vereenvoudigen, maar “draadloos” staat niet voor één techniek. Sommige sensoren werken op batterijen, andere passief of met energiewinning; ook de communicatiemethoden verschillen. Metalen kasten, interne barrières en onderlinge afstand beïnvloeden radioprestaties. Plaatsing van de gateway en betrouwbaarheid van de verbinding moeten daarom samen met de sensorposities worden beoordeeld.
Draadloze systemen zijn vooral nuttig wanneer minder conventionele signaalbedrading het belangrijkste ontwerpdoel is. Glasvezelmeting lost een ander probleem op: de optische verbinding maakt elektrische isolatie mogelijk en is bestand tegen elektromagnetische interferentie op het meetpunt. Het belangrijkste voordeel is niet alleen dat er geen koperen signaalkabel tussen kasten nodig is.
Thermografie is beter voor het vinden van hotspots dan voor continue bewaking van één punt
Thermografie is bijzonder nuttig tijdens inspecties: één camera kan in korte tijd veel componenten bekijken. Een engineer kan fasen, verbindingen en aangrenzende onderdelen vergelijken zonder vooraf voor elke sensor een vaste plaats te bepalen.
Daarom is infraroodinspectie geschikt om eerder onbekende opwarming te lokaliseren. Zodra een verdachte verbinding is gevonden, verschillen periodieke inspectie en continue bewaking op een vast punt echter van elkaar.
Een handcamera legt de kast alleen vast tijdens de inspectie. Gesloten deuren, interne barrières en een ontbrekende zichtlijn kunnen directe observatie van aansluitingen verhinderen. Houd bij de interpretatie van infraroodmetingen rekening met emissiviteit, reflecties en kijkhoek.
Vaste warmtebeeldcamera’s kunnen continu bewaken, maar vereisen nog steeds een geschikt gezichtsveld. Voor interne verbindingen achter geleiders of constructiedelen kan een contactsensor die rechtstreeks op de gekozen locatie is gemonteerd praktischer zijn voor langdurige meting.
In veel installaties vullen de methoden elkaar aan: thermografie helpt verdachte zones te vinden, terwijl vaste sensoren gekozen verbindingen continu bewaken.
PT100 blijft een praktische keuze wanneer elektrische isolatie niet het hoofdprobleem is
PT100- en andere RTD-sensoren worden om goede redenen veel gebruikt. Het zijn volwassen, stabiele en vertrouwde technieken die eenvoudig op veel PLC’s, transmitters en data-acquisitiesystemen aansluiten. In laagspanningskasten of op andere locaties waar metalen sensorbedrading geen elektrisch of elektromagnetisch probleem veroorzaakt, kan PT100 een geschikte oplossing zijn.
De uitdaging wordt groter naarmate het aantal kasten en meetpunten toeneemt. Achttien vaste punten kunnen bijvoorbeeld achttien sensorelementen betekenen, met bijbehorende kabelroutes, aansluitklemmen en ingangskanalen. De bedrading moet door kabelgoten, deuren of scheidingswanden lopen en tegelijk herkenbaar en onderhoudbaar blijven.
Bij hoog potentiaal of sterke elektromagnetische velden maken sensordraden ook deel uit van de elektrische opstelling. Daarom is een vergelijking van glasvezeltemperatuursensor versus PT100 relevanter dan alleen het vergelijken van nauwkeurigheid.
Glasvezel-puntmeting past bij locaties met hoog potentiaal en sterke EMI
INNO gebruikt fluorescentiegebaseerde puntmeting. Een klein sensorelement aan de probepunt reageert op temperatuur; de optische vezel voert het meetsignaal tussen probe en instrument. Deze methode biedt glasvezeltemperatuurmeting zonder een conventionele elektrische meetgeleider tussen meetpunt en acquisitie-instrument te plaatsen.
Dit is bijzonder nuttig bij railverbindingen, aansluitingen met hoge stroom en andere vaste locaties waar potentiaal of elektromagnetische interferentie conventionele bedrading bemoeilijkt. INNO-fluorescentieprobes hebben bovendien een hoge weerstand tegen elektromagnetische interferentie, wat van pas komt in elektrisch ruisrijke omgevingen.
De techniek meet op een punt en is geen distributed temperature sensing. Eén probe meet één vastgelegde fysieke locatie. Als twaalf aansluitingen in kasten continu moeten worden gemeten, zijn twaalf probes en twaalf actieve meetkanalen nodig.
A glasvezeltemperatuurprobe voor railboutverbindingen, bijvoorbeeld, kan op een gekozen verbinding worden gemonteerd wanneer directe bewaking nodig is. De probe zoekt niet zelf naar onbekende hotspots in de kast; de juiste meetlocaties moeten dus vooraf technisch worden bepaald.
Meerdere kasten kunnen één meerkanaalsbewakingsarchitectuur delen
Zodra de meetpunten zijn bepaald, moet het systeem worden ingedeeld volgens de fysieke kastopstelling. Twee basisopties zijn gebruikelijk: probes uit verschillende kasten naar één centrale meerkanaalsmeetunit leiden, of de kasten verdelen over groepen met afzonderlijke meetunits.
Centrale bewaking
Als de kasten dicht bij elkaar staan en de optische routes eenvoudig zijn, kunnen probes uit verschillende kasten naar één meerkanaalsinstrument worden geleid. Een vereenvoudigde indeling ziet er bijvoorbeeld zo uit:
| Kast | Meetpunt | Kanaal |
|---|---|---|
| Kast 1 | Railverbinding A | CH1 |
| Kast 1 | Kabelaansluiting B | CH2 |
| Kast 1 | Aansluiting vermogensschakelaar C | CH3 |
| Kast 2 | Railverbinding A | CH4 |
| Kast 2 | Kabelaansluiting B | CH5 |
| Kast 2 | Aansluiting vermogensschakelaar C | CH6 |
Deze indeling vereenvoudigt de kanaalidentificatie, omdat elk kanaal overeenkomt met een bekend fysiek punt. Bij grotere installaties geldt hetzelfde principe: het aantal kanalen neemt toe met het aantal meetpunten.
Gegroepeerde of gedistribueerde meetunits
Eén centrale meetunit is niet altijd de praktischste oplossing. Kasten kunnen over verschillende ruimten, secties of lange schakelinrichtingen verspreid staan. Alle optische vezels naar één locatie leiden kan dan onnodig ingewikkeld worden.
In dat geval kunnen de kasten in groepen worden verdeeld. Eén meerkanaalsinstrument bedient één sectie, een tweede instrument de volgende sectie. Temperatuurgegevens van beide units kunnen naar een hogerliggend PLC- of SCADA-systeem worden gestuurd.
De keuze tussen één centrale unit en meerdere gedistribueerde instrumenten hangt dus niet alleen af van de kanaalcapaciteit. Afstand tussen kasten, toegang voor routing, onderhoud en toekomstige uitbreiding spelen ook mee.
Het aantal kanalen volgt uit het aantal vaste meetpunten
Kanaalplanning is eenvoudig zodra de fysieke meetpunten bekend zijn. Acht kasten met elk drie aansluitingen die continu worden bewaakt vereisen 24 actieve meetpunten. In een puntsysteem zijn daarvoor 24 actieve meetkanalen nodig.
Deze berekening is alleen het vertrekpunt. Reservecapaciteit, latere uitbreiding van kasten en groepering van instrumenten kunnen de uiteindelijke configuratie beïnvloeden. Die keuzes worden uitgebreider behandeld in selectie van glasvezeltemperatuurmeetkanalen.
Het aantal kanalen moet voortkomen uit de apparatuurindeling en het bewakingsdoel, niet andersom.
Routing tussen kasten is vaak belangrijker dan verwacht
Een meerpuntsysteem kan op papier eenvoudig lijken, maar wordt lastig te onderhouden als de routing niet zorgvuldig is gepland. Optische vezels hebben een fysiek traject nodig door kabelgoten, kastdoorvoeren en bewegende delen. Elke vezel moet bovendien traceerbaar blijven naar de juiste probe en het juiste kanaal.
Let vooral op bewegende deuren, uittrekbare vermogensschakelaars en uitneembare kastdelen. Houd vezelroutes vrij van bewegende onderdelen en voorkom plaatsen waar onderhoud de vezel herhaaldelijk buigt, klemt of belast.
Naarmate de installatie groeit, worden labels belangrijker. Een praktische naamgeving koppelt de fysieke locatie rechtstreeks aan het acquisitiekanaal, bijvoorbeeld:
- Kast 01 – railverbinding A – CH1
- Kast 01 – kabelaansluiting B – CH2
- Kast 02 – railverbinding A – CH4
Vezellengte is een routingparameter, geen kanaalparameter. Grotere afstanden tussen de kasten en de meetunit kunnen langere optische vezels vereisen, maar veranderen het aantal meetpunten niet. De vezellengte van een glasvezeltemperatuursensor moet daarom worden bepaald aan de hand van de werkelijke installatieroute.
Meerdere kasten aansluiten op PLC of SCADA
Wanneer de meetarchitectuur per kast vaststaat, kunnen de instrumenten deel worden van het bredere elektrische bewakingssysteem. Een gebruikelijk datapad is:
- Temperatuurprobe op elke geselecteerde aansluiting
- Optische vezel van de probe naar het meetinstrument
- Meerkanaals temperatuuracquisitie
- RS485 / Modbus RTU op geschikte INNO-instrumenten
- PLC, SCADA of ander centraal bewakingssysteem
Operators kunnen zo temperaturen uit meerdere kasten in één interface bekijken in plaats van elk punt lokaal af te lezen. Alarmfuncties, trendanalyse en gedrag op hoger systeemniveau kunnen vervolgens in de daarvoor bedoelde bewakingsarchitectuur worden afgehandeld.
De precieze interface hangt af van het gebruikte instrument. Controleer communicatievereisten daarom vóór de keuze van de apparatuur. De bredere architectuur voor PLC- en SCADA-integratie van glasvezeltemperatuurmeting kan het best tegelijk met het aantal kanalen en de instrumentlocatie worden gepland.
Kies de meetmethode op basis van het werkelijke probleem in de kast
Verschillende bewakingstaken vragen om verschillende technieken. Een onderhoudsteam dat onbekende hete verbindingen zoekt, heeft mogelijk meer aan thermografie dan aan tientallen vaste sensoren. PT100 kan volstaan in een conventionele kast met toegankelijke laagspanningsmeetpunten. Draadloze bewaking is aantrekkelijk wanneer veel vaste punten nodig zijn en conventionele signaalbedrading lastig te beheren is.
Fluorescentieglasvezelmeting is vooral nuttig wanneer de belangrijke meetpunten al bekend zijn en continue bewaking samengaat met elektrische isolatie, hoog potentiaal of sterke elektromagnetische interferentie. In zulke toepassingen temperatuurmeting op meerdere punten kan de installatie over meerdere kasten worden ingericht zonder conventionele elektrische meetgeleiders op elk meetpunt.
Kies voor schakelinrichtingen pas een sensortechniek nadat de kastindeling, bedrijfsspanning, verwachte hotspots, inspectiestrategie en data-architectuur bekend zijn. De temperatuurbewaking van schakelinrichtingen indeling die voor één schakelveld goed werkt, kan voor een ander onnodig ingewikkeld of ontoereikend zijn.
Bouw de bewakingsarchitectuur rond de kasten
Doeltreffende temperatuurbewaking van meerdere kasten begint bij de apparatuur, niet bij een sensorcatalogus. Bepaal eerst welke verbindingen continu moeten worden gemeten, welke hotspots nog onbekend zijn en of elektrische isolatie, zichtlijn, bedradingscomplexiteit of elektromagnetische interferentie de beschikbare meetmethoden beperkt.
Die keuzes bepalen of thermografie, draadloze sensoren, PT100 of fluorescentieglasvezelmeting het praktischst is voor elk deel van de installatie. Na de keuze van de sensormethode kunnen kanaalaantal, kabel- of vezelrouting, instrumentplaatsing en PLC- of SCADA-integratie worden afgestemd op de werkelijke kastindeling.
Voor meetpunten met een hoog potentiaal of sterke EMI kan het glasvezeltemperatuurbewakingssysteem voor schakelinrichtingen en bijbehorende configuraties voor puntmeting continue bewaking van meerdere vaste locaties bieden. Het INNO-engineeringteam kan voor een specifiek project het aantal kasten, meetpunten, routelengtes en vereisten van het hostsysteem beoordelen.