ฮิสเทอรีซิสของสัญญาณเตือนเครื่องวัดกำลังไฟฟ้า: การตั้งค่าและทดสอบช่วงเดดแบนด์ของการใช้งาน

ฮิสเทอเรซของมิเตอร์วัดพลังงาน ใช้เงื่อนไขการเปิดใช้งานและการเคลียร์ที่แตกต่างกันเพื่อป้องกันการวัดที่มีเสียงรบกวนจากการแจ้งเตือนซ้ำๆ ในการแจ้งเตือนระดับสูงแบบง่าย การใช้งานจะเปิดเมื่อค่าเกินระดับบนและจะเคลียร์ได้เฉพาะหลังจากค่าต่ำกว่าระดับล่าง ความแตกต่างคือ deadband ตั้งค่าตามความต้องการในการทำงานและพฤติกรรมการวัด จากนั้นทดสอบทั้งสองทิศทาง การจับเวลา ข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง และพฤติกรรมการรีสตาร์ท.

คู่มือนี้เกี่ยวข้องกับแอปพลิเคชันการเฝ้าระวังภายนอกที่รับข้อมูลจากมิเตอร์วัดพลังงาน ซึ่งไม่ได้ระบุว่าเครื่องมือใดมีการตั้งโปรแกรมการแจ้งเตือน รีเลย์ หรือฮิสเทอเรซในตัว ยืนยันอุปกรณ์และเอกสารซอฟต์แวร์ที่แน่นอนก่อนดำเนินการ.

เข้าใจว่าทำไม threshold เดียวจึงสามารถเกิดการกระพริบ

จินตนาการถึงปริมาณที่ถูกเฝ้าระวังที่ผันผวนรอบๆ ระดับแจ้งเตือน หากการเปิดใช้งานและการเคลียร์ใช้ค่าที่เหมือนกัน การข้ามผ่านเล็กน้อยแต่ละครั้งอาจสร้างการเปลี่ยนแปลงอีกครั้ง ซึ่งอาจเต็มรายชื่อเหตุการณ์ในขณะที่ซ่อนเงื่อนไขการทำงานพื้นฐาน อาจยังส่งเสริมให้ผู้ปฏิบัติงานละเลยการแจ้งเตือนที่ดูซ้ำซาก.

ฮิสเทอเรซนำเข้าหน่วยความจำสถานะ ระหว่างระดับเปิดใช้งานและเคลียร์ แอปพลิเคชันจะเก็บสถานะก่อนหน้าไว้ ค่าที่อยู่ภายในช่วงนั้นจึงไม่เพียงพอที่จะกำหนดว่าการแจ้งเตือนปัจจุบันยังคงทำงานอยู่หรือไม่; ลำดับก่อนหน้านั้นมีความสำคัญ.

เดอะ ตัวอย่างจาก OPC Foundation สำหรับ delay เปิด, delay ปิด และ deadbands ของการแจ้งเตือน อธิบายกลไกเหล่านี้เป็นวิธีการจัดการกับการสร้างการแจ้งเตือนซ้ำๆ ตัวอย่างของมันแยก deadband ของแอมพลิจูดออกจากความล่าช้าในการคงอยู่ ใช้ความแตกต่างเหล่านี้เพื่อกำหนดพฤติกรรม แทนที่จะ treat ทุกการแจ้งเตือนรบกวนเป็นเหตุผลในการขยาย threshold.

กำหนดเงื่อนไขที่เฝ้าระวังก่อนเลือก deadband

บันทึกปริมาณ หน่วยวิศวกรรม จุดแหล่งที่มา คุณภาพของข้อมูล และผลกระทบของการแจ้งเตือน การเตือนภัยระดับสูงในการดำเนินงานแตกต่างจากการป้องกันอุปกรณ์ การแจ้งเตือนบนแดชบอร์ดไม่ควรถือว่าให้ฟังก์ชันป้องกันหรือเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย.

สำหรับการแจ้งเตือนระดับสูง ให้กำหนดการเปิดใช้งานที่ H และการเคลียร์ที่ H ลบ D โดยที่ D เป็น deadband บวกที่เลือกในหน่วยเดียวกัน สำหรับการแจ้งเตือนระดับต่ำ ให้กำหนดระดับเคลียร์อยู่เหนือระดับเปิดใช้งาน ตรวจสอบว่าซอฟต์แวร์จริงๆ จัดการความเท่ากันอย่างไร: “มากกว่า” และ “มากกว่าหรือเท่ากับ” แตกต่างกันที่ขอบเขต.

นอกจากนี้ ให้กำหนดว่าการตั้งค่าคาดหวังว่าจะเป็นจำนวนเต็มแน่นอน ร้อยละของ threshold ร้อยละของ span หรือค่าการรีเซ็ตแยกต่างหาก อินเทอร์เฟซสองแบบที่แสดง “5%” อาจสร้าง threshold การรีเซ็ตที่แตกต่างกัน แปลการตั้งค่าที่กำหนดเป็นค่าหน่วยวิศวกรรมอย่างชัดเจนในระหว่างการตรวจสอบ.

ใช้ ภาพรวมของมิเตอร์สามเฟส สำหรับบริบทการวัดและ คู่มือการแมปคุณภาพข้อมูลมิเตอร์ เมื่อกำหนดว่าการอ่านใดมีสิทธิ์ในการขับเคลื่อนแอปพลิเคชัน.

แยกฮิสเทอเรซออกจากดีเลย์เวลาและการกรอง

Deadband จัดการการเคลื่อนไหวรอบขอบเขตของค่า การ delay เปิดใช้งานต้องให้เงื่อนไขคงอยู่เป็นระยะเวลาหนึ่ง การ delay ปิดใช้งานต้องให้เงื่อนไขเคลียร์คงอยู่ก่อนจะเคลียร์ การกรองเปลี่ยนสัญญาณเข้าใช้โดยการแจ้งเตือน ซึ่งอาจส่งผลต่อการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงจริง.

กลไกเหล่านี้สามารถทำงานร่วมกันได้ Deadband ที่กว้างอาจทำให้การแจ้งเตือนยังคงทำงานอยู่ได้นานหลังจากกระบวนการกลับสู่สภาพปกติ การดีเลย์นานอาจระงับเหตุการณ์สั้นที่สำคัญ การทำให้เรียบเนียนอาจทำให้สัญญาณดูสงบในขณะที่ล่าช้าการเปลี่ยนแปลงสำคัญ เลือกแต่ละการตั้งค่าด้วยเหตุผลที่ชัดเจนและทดสอบพฤติกรรมร่วมกัน.

การเปรียบเทียบต่อไปนี้อธิบายพฤติกรรมการใช้งานโดยทั่วไป ไม่ได้ให้คำแนะนำเกี่ยวกับการตั้งค่าหรือรับประกันเวลาตอบสนองของเครื่องมือ.

ตัวอย่างของมูลนิธิ OPC รองรับการแยกแนวคิดระหว่างเดดแบนด์และความหน่วง เคสการยอมรับในที่นี้เป็นการออกแบบการทดสอบเชิงปฏิบัติ ไม่ใช่การกล่าวอ้างว่าสอดคล้องกับโมเดลการแจ้งเตือนของ OPC ทั้งหมด.

ศึกษาตัวอย่างสัญญาณเตือนระดับสูง

พิจารณาแอปพลิเคชันตัวอย่างที่เตือนภัยที่ 100 กิโลวัตต์ พร้อมเดดแบนด์แบบสัมบูรณ์ 5 กิโลวัตต์ กำหนดให้เปิดใช้งานที่หรือสูงกว่า 100 กิโลวัตต์ และล้างสถานะที่หรือต่ำกว่า 95 กิโลวัตต์ กฎความเท่ากันเหล่านี้ถูกเลือกสำหรับตัวอย่างนี้เท่านั้น โดยต้องตรงกับซอฟต์แวร์ที่ติดตั้งใช้งานก่อนที่จะยอมรับการทดสอบ.

เริ่มต้นจากปกติที่ 94 กิโลวัตต์ ไปที่ 98 กิโลวัตต์ และคาดว่าจะเป็นปกติ ไปที่ 101 กิโลวัตต์ และคาดว่าจะมีสถานะทำงานหากไม่มีความหน่วงขาเข้า (on-delay) บังคับใช้ กลับไปที่ 98 กิโลวัตต์ และคาดว่ายังมีสถานะทำงานอยู่เนื่องจากสัญญาณยังไม่ถึงเกณฑ์การล้างสถานะ สุดท้าย ไปที่ 94 กิโลวัตต์ และคาดว่าจะมีการล้างสถานะ การเริ่มทดสอบแยกต่างหากจากสถานะปกติที่ 98 กิโลวัตต์ควรจะยังคงเป็นปกติ ดังนั้น ค่า intermediate เดียวกันจึงอาจสอดคล้องกับสถานะที่แตกต่างกันได้.

ตัวเลขเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงตรรกะ ไม่ใช่ขีดจำกัดความต้องการที่แนะนำหรือความสามารถในการแจ้งเตือนของ BY194 เกณฑ์การเตือนภัยที่แท้จริงเป็นของแผนการดำเนินงานของหน้างาน การตั้งค่าการป้องกันต้องมีพื้นฐานทางวิศวกรรมที่ได้รับการอนุมัติของตนเองและอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์นั้น.

ทดสอบพฤติกรรมที่มีความหน่วงด้วยลำดับอินพุตที่ควบคุม

ใช้การเล่นซ้ำซอฟต์แวร์ที่ได้รับการอนุมัติ, ตัวจำลอง (simulator) หรือสภาพแวดล้อมการทดสอบแบบแยกเดี่ยวที่มีอยู่ อย่าบังคับให้โหลดไฟฟ้าจริงเข้าสู่ ภาวะการทำงานที่เป็นอันตรายเพียงเพื่อสร้างการแจ้งเตือน เก็บอินพุตการทดสอบ, เหตุการณ์เอาต์พุตจริง และข้อมูลอ้างอิงนาฬิกาไว้ในบันทึก.

สำหรับความหน่วงขาเข้า (on-delay) เชิงอธิบาย ให้สร้างการเบี่ยงเบนหนึ่งครั้งที่สั้นกว่าระยะเวลาที่กำหนด ตามด้วยการเบี่ยงเบนที่ต่อเนื่องกันซึ่งยาวนานกว่า ยืนยันว่ากรณีแรกไม่ทำงานและกรณีที่สองทำงานตามจังหวะเวลาของแอปพลิเคชันที่คาดไว้ ทดสอบว่าการกลับสู่สถานะปกติเป็นการรีเซ็ตตัวจับเวลาหรือหยุดชั่วคราว ห้ามอนุมานกฎนั้นจากป้ายกำกับของการตั้งค่า.

ทำซ้ำสำหรับความหน่วงขาออก (off-delay) และสำหรับการล้างสถานะที่ถูกขัดจังหวะ รวมค่าขอบเขตที่แน่นอน, ค่าที่อยู่ภายในเดดแบนด์พอดี และค่าที่อยู่เลยขีดจำกัดการล้างสถานะไปเล็กน้อย ใช้ คู่มือช่วงเวลาการสำรวจข้อมูลของมิเตอร์ เพื่อประเมินว่าจังหวะเวลาในการรวบรวมการวัดสามารถรองรับการสังเกตที่ตั้งใจไว้ได้หรือไม่ ตัวจับเวลาไม่สามารถสร้างการเบี่ยงเบนที่ไม่เคยถูกสุ่มตัวอย่างหรือถูกส่งมอบขึ้นมาใหม่ได้.

ตัดสินใจว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อข้อมูลไม่สามารถใช้งานได้

การหมดเวลาของการสื่อสารไม่ใช่หลักฐานว่าเงื่อนไขที่ถูกตรวจสอบกลับสู่ปกติแล้ว กำหนดวิธีที่แอปพลิเคชันจัดการกับประทับเวลาที่ล้าสมัย, ตัวเลขที่ไม่ถูกต้อง และคุณภาพที่ไม่ดี นโยบายที่เป็นไปได้รวมถึงการคงสถานะการแจ้งเตือนกระบวนการล่าสุดไว้ ในขณะเดียวกันก็เพิ่มเงื่อนไขคุณภาพข้อมูลขึ้นมาต่างหาก หรือประกาศให้เงื่อนไขกระบวนการไม่เป็นที่รู้จัก นโยบายที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันและต้องมีความชัดเจน.

ห้ามใช้ศูนย์แทนการอ่านค่าที่ไม่สามารถใช้งานได้ เว้นแต่พฤติกรรมดังกล่าวจะได้รับการ justification เป็นพิเศษ สำหรับสัญญาณเตือนระดับสูง ค่าศูนย์อาจล้างสถานะผิดพลาดได้ สำหรับสัญญาณเตือนระดับต่ำ อาจสร้างเหตุการณ์ที่ทำให้เข้าใจผิดได้ แยกสุขภาพของการสื่อสารให้ออกจากเงื่อนไขการทำงานที่วัดได้.

รีวิว ข้อมูลการวัดที่ล้าสมัยของเกตเวย์ เมื่อระบบยังคงแสดงค่าล่าสุดที่ดูสมเหตุสมผลต่อไปหลังจากที่การรวบรวมข้อมูลหยุดลง ทดสอบทั้งการเชื่อมต่อใหม่และการตัดการเชื่อมต่อ ชุดค่าเก่ามาถึงทีหลังไม่ควรถูกเข้าใจผิดว่าเป็นลำดับการทำงานปัจจุบัน.

กำหนดการเริ่มต้นระบบ การรับ acknowledgment และการเปลี่ยนแปลงการกำหนดค่า

เมื่อแอปพลิเคชันรีสตาร์ทด้วยค่าที่อยู่ภายในช่วง deadband จำเป็นต้องมีการกำหนดกฎสถานะเริ่มต้นที่เป็นเอกสาร อาจกู้คืนสถานะที่บันทึกไว้หรือเริ่มในสภาพที่ไม่ทราบจนกว่าจะได้รับหลักฐานเพียงพอ ไม่ควรสมมุติพฤติกรรมใด ๆ รวมกรณีนี้ในการทดสอบการรับรอง เนื่องจากเปิดเผยความขึ้นอยู่กับประวัติศาสตร์ที่ซ่อนอยู่.

บันทึกการรับรองแสดงให้เห็นว่าผู้ปฏิบัติงานรับรู้ถึงสถานะ ไม่จำเป็นต้องหมายความว่าสภาพที่วัดได้ได้ถูกล้างแล้ว ยืนยันว่าเตือนภัยที่ได้รับการรับรองยังคงมองเห็นได้ภายใต้ขั้นตอนการดำเนินงานของสถานที่ ทดสอบว่าการเบี่ยงเบนใหม่หรือการเตือนภัยซ้ำสร้างความต้องการการรับรองใหม่หรือไม่.

การเปลี่ยนเกณฑ์ในขณะที่ค่ายังอยู่ภายในแถบสามารถเปลี่ยนสถานะที่คาดหวังได้ด้วย บันทึกว่าแอปพลิเคชันประเมินใหม่ทันที รักษาสถานะ หรือจำเป็นต้องรีสตาร์ท หลีกเลี่ยงการแก้ไขการตั้งค่าในขณะมีการเตือนภัยสดโดยไม่มีการรักษาลำดับเหตุการณ์เดิม.

เก็บข้อมูลการกำหนดค่าและหลักฐานการรับรองไว้ด้วยกัน

บันทึกตัวตนของจุดแหล่งข้อมูล หน่วย เกณฑ์ คำจำกัดความ deadband การตั้งค่าความล่าช้า กฎความเท่าเทียมกัน และนโยบายคุณภาพ รักษาเวอร์ชันซอฟต์แวร์ เวลาใช้งาน ลำดับข้อมูลทดสอบ และการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น คู่มือความปลอดภัยด้านเทคโนโลยีปฏิบัติการของ NIST สนับสนุนการบันทึกการกำหนดค่าและการดำเนินงานที่ควบคุมได้เป็นแนวทางการบริหารจัดการที่กว้างขึ้น; ไม่ได้กำหนดค่าตัวอย่างในบทความนี้.

บันทึกการรับรองที่เป็นประโยชน์แสดงพฤติกรรมที่คาดหวังเทียบกับที่สังเกตได้ในแต่ละกรณี และระบุความเบี่ยงเบนที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข การทำซ้ำเพียงการผ่านจุดสูงสุดเป็นเรื่องไม่เพียงพอ ทดสอบการล้าง การกลับเข้าสู่แถบ การป้อนข้อมูลเก่า การรีสตาร์ท และการรับรองแยกกัน เมื่อเวลาขึ้นอยู่กับการรวบรวมข้อมูลหรือภาระของเซิร์ฟเวอร์ ให้บันทึกข้อจำกัดนั้นแทนที่จะอ้างว่าเป็นเวลาตอบสนองที่เป็นสากล.

สำหรับการเลือกผลิตภัณฑ์, ครอบครัวเครื่องมือวัดพลังงานไฟฟ้าแบบมัลติฟังก์ชัน BY194 ให้จุดเริ่มต้นการวัดที่เกี่ยวข้อง ยืนยันรุ่นที่แน่นอนและตัวเลือกการสื่อสาร รวมถึงฟิลด์การวัดที่รองรับ การประมวลผลการเตือนภัยอาจเป็นของซอฟต์แวร์ภายนอกทั้งหมด รูปภาพครอบครัวและคำอธิบายการสื่อสารตัวเลือกไม่พิสูจน์ว่ามีเครื่องเตือนภัยในตัว.

การเรียนรู้เพิ่มเติม: ฮิสเทอเรซิสเป็นหน่วยความจำสถานะ

บรรยายของ NPTEL IIT Guwahati ด้านล่างอธิบายวงจรคอมพาราเตอร์และ Schmitt trigger ซึ่งรวมไว้เพื่อหลักการทั่วไปของเกณฑ์การเปลี่ยนแปลงแยกต่างหากและหน่วยความจำ ตัวอย่างวงจรของมันไม่ใช่คำแนะนำการเดินสายสำหรับมิเตอร์ไฟฟ้าหรือหลักฐานของคุณสมบัติเตือนภัยในตัวใด ๆ.

รับชมบทเรียนเพื่อการเรียนรู้

คำถามที่มักถูกถาม

ฮิสเทอรีซิสของสัญญาณเตือน (Alarm Hysteresis) เหมือนกับการหน่วงเวลาเมื่อเปิดใช้งาน (On-delay) หรือไม่?

ไม่ใช่ ฮิสเทอรีซิสจะเปลี่ยนค่าเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการเปิดใช้งานหรือยกเลิกสถานะ ส่วนการหน่วงเวลาเปิดใช้งาน (On-delay) กำหนดให้เงื่อนไขการเปิดใช้งานต้องคงอยู่เป็นระยะเวลาหนึ่ง ทั้งสองวิธีจัดการกับสาเหตุที่แตกต่างกันของการเกิดเหตุการณ์ซ้ำ และควรทดสอบแยกจากกัน.

เปอร์เซ็นต์ช่วงความล้าหลังที่มิเตอร์ไฟฟ้าควรใช้คือเท่าไร?

ไม่มีเปอร์เซ็นต์สากล กำหนดสภาพการทำงาน พฤติกรรมเสียงรบกวน ขีดจำกัดการวัด และการตอบสนองที่ยอมรับได้ จากนั้นกำหนดว่าสอฟต์แวร์แสดง deadband เป็นค่าคงที่หรือฐานเปอร์เซ็นต์เฉพาะ.

ควรให้สัญญาณเตือนหายเมื่อการสื่อสารหยุดหรือไม่?

การสูญหายของค่าที่วัดได้ไม่ได้เป็นหลักฐานยืนยันว่าระบบทำงานเป็นปกติ ควรกำหนดนโยบายด้านคุณภาพข้อมูลอย่างชัดเจนและทดสอบการทำงานตามนโยบายดังกล่าว โดยต้องแสดงสถานะการสื่อสารให้เห็นอย่างชัดเจน และหลีกเลี่ยงการถือว่าข้อมูลที่ขาดหายไปเป็นค่าศูนย์ที่ถูกต้องโดยไม่มีการแจ้งเตือน.

เครื่องวัดมัลติฟังก์ชันรองรับตรรกะนี้โดยอัตโนมัติหรือไม่?

ไม่ใช่. ยืนยันฮาร์ดแวร์ เวอร์ชันเฟิร์มแวร์ ตัวเลือก และเอกสารซอฟต์แวร์อย่างแม่นยำ แอปพลิเคชันการตรวจสอบสามารถดำเนินการตรรกะการเตือนภัยภายนอกได้ แต่สิ่งนั้นไม่ได้เป็นการยืนยันว่ามีการตั้งโปรแกรมเตือนภัยหรือรีเลย์ในเครื่องมือ.