Термопара не врёт - врёт её холодный спай
Эта история стоила мне двух часов работы с архивом и сэкономила полдня простоя участка. Если бы я поступил как собирался, я бы заменил исправный преобразователь, получил ровно то же расхождение и объяснил его «особенностями нового прибора».
Задача
В начале ноября мастер участка внепечной обработки принёс распечатку: температура металла в ковше по термопаре подогревателя стабильно ниже лабораторного замера. Не на градус, а на десять-пятнадцать. Лаборатория мерит погружным зондом один раз за обработку, термопара пишет непрерывно, и такая разница - это уже не погрешность, это другой технологический режим.
Формулировка заказчика звучала так: «ваш датчик врёт, меняйте». В ней уже была готовая гипотеза, и я, честно говоря, её принял: написал черновик заявки на замену вторичного преобразователя. Остановило меня то, что заявка означала остановку поста на половину смены.
Как мерил
Взял из архива шесть часов записи с частотой 1 Гц - 21 600 точек по каналу температуры металла. Рядом в архиве лежал второй канал, про который я до того дня не думал: температура внутри клеммной коробки. Его завели на пусконаладке два года назад, и за два года его не открыл никто, включая меня.
К каждому лабораторному замеру подобрал ближайшую точку термопары. Тогда я ещё не знал, насколько разъезжаются метки времени в разных системах, и просто брал ближайшую по времени запись; позже выяснилось, что так делать нельзя, но на разнице в десяток градусов это не сказалось.
| Время | Лаборатория, °C | Термопара, °C | Δ, °C | В коробке, °C |
|---|---|---|---|---|
| 08:40 | 1 568 | 1 557 | −11 | 19 |
| 10:15 | 1 572 | 1 558 | −14 | 14 |
| 12:50 | 1 561 | 1 549 | −12 | 16 |
| 15:05 | 1 566 | 1 554 | −12 | 17 |
| 17:30 | 1 570 | 1 553 | −17 | 9 |
Что оказалось неправдой: слово «врёт»
Неправдой было само слово «врёт». Расхождение не плавало случайно: оно шло за температурой клеммной коробки, и шло так явно, что график можно было не строить - хватило пяти строк таблицы. Чем холоднее коробка, тем больше отставание от лаборатории.
Дальше всё сходится по справочнику. Компенсация холодного спая у этого преобразователя делается по его собственному встроенному датчику. Сам преобразователь стоит в коробке на стене в десяти метрах от въездных ворот. В ноябре ворота открывают на каждую подачу, коробку выдувает, встроенный датчик видит одну температуру, а клеммы, где физически находится спай, успевают остыть сильнее. Разница между ними и уезжает прямо в показание.
Чем разделил
Опыт получился самым дешёвым из всех, что у меня были. Я попросил сорок минут не открывать ворота - попал в перерыв, никого не задержал. Температура в коробке поднялась с 9 до 21 °C. На следующем лабораторном замере расхождение составило 2 °C, при том что ни датчик, ни кабель, ни уставки, ни прошивку никто не трогал.
Это и есть разделение: если бы врал датчик, закрытые ворота не изменили бы ничего. Версия «датчик» требует замены железа, версия «компенсация» требует закрыть ворота. Вторую проверять в сорок раз дешевле, и начинать надо было с неё.
Что сделали
Вторичный преобразователь перенесли в шкаф КИП, где круглый год +22. На стене оставили только клеммник, до шкафа проложили компенсационный кабель той же градуировки. Канал температуры коробки я вывел на свой дашборд рядом с каналом металла - не операторам, им он не нужен, а себе: теперь видно, когда условия снова уедут.
Отдельный вывод, который задел меня сильнее технического: нужный канал существовал два года и был бесполезен, потому что не находился ни на одном экране. Данные, которые никто не смотрит, не существуют ровно до того дня, когда кто-то решит их посмотреть.
Вывод
Датчик - это не точка, это путь: чувствительный элемент, кабель, клеммы, компенсация, преобразователь, канал в архиве, формула в отчёте. Пока весь путь не исключён, «датчик врёт» - не диагноз, а отказ разбираться. И мерить надо не величину, а разность между величиной и своей моделью её измерения: я-то думал, что смотрю на температуру металла, а смотрел на температуру металла минус ошибку компенсации, которая зависела от погоды на улице.