Hysteresis cảnh báo đồng hồ đo công suất sử dụng các điều kiện kích hoạt và xóa khác nhau để ngăn chặn đo lường gây nhiễu liên tục kích hoạt và xóa cùng một cảnh báo. Trong cảnh báo cao đơn giản, ứng dụng kích hoạt tại ngưỡng trên và chỉ xóa sau khi giá trị giảm xuống dưới ngưỡng thấp hơn. Sự khác biệt là vùng chết. Thiết lập nó dựa trên yêu cầu vận hành và hành vi đo lường, sau đó kiểm tra cả hai hướng, thời gian, dữ liệu không hợp lệ và hành vi khởi động lại.
Hướng dẫn này liên quan đến một ứng dụng giám sát bên ngoài nhận dữ liệu đo của đồng hồ đo công suất. Nó không xác nhận rằng bất kỳ thiết bị nào bao gồm cảnh báo lập trình sẵn, rơ le hoặc hysteresis tích hợp. Xác nhận tài liệu chính xác của thiết bị và phần mềm trước khi triển khai.
Hiểu tại sao một ngưỡng đơn có thể gây nhiễu
Hình dung một đại lượng được giám sát dao động quanh ngưỡng cảnh báo. Nếu điều kiện kích hoạt và xóa sử dụng cùng một giá trị, mỗi lần vượt qua nhỏ có thể tạo ra một chuyển đổi khác. Điều này có thể làm đầy danh sách sự kiện trong khi làm mờ đi điều kiện vận hành cơ bản. Nó cũng có thể khuyến khích người vận hành bỏ qua các cảnh báo xuất hiện lặp lại.
Hysteresis giới thiệu bộ nhớ trạng thái. Giữa ngưỡng kích hoạt và xóa, ứng dụng giữ trạng thái trước đó của nó. Một giá trị nằm trong vùng đó do đó không đủ để xác định liệu cảnh báo hiện tại có đang hoạt động hay không; chuỗi trước đó mới quan trọng.
The Ví dụ của OPC Foundation về thời gian trễ bật, tắt và vùng chết cảnh báo giải thích các cơ chế này như các cách để quản lý việc tạo cảnh báo lặp lại. Ví dụ của nó phân biệt vùng chết biên độ với độ trễ duy trì. Sử dụng những phân biệt đó để xác định hành vi thay vì coi mọi cảnh báo phiền toái là lý do để mở rộng ngưỡng.
Xác định điều kiện giám sát trước khi chọn vùng chết
Ghi lại số lượng, đơn vị kỹ thuật, điểm nguồn, yêu cầu chất lượng và hậu quả của cảnh báo. Một cảnh báo cảnh báo cao yêu cầu vận hành khác với bảo vệ thiết bị. Thông báo trên bảng điều khiển không nên được coi là cung cấp chức năng bảo vệ hoặc đáp ứng yêu cầu phản ứng an toàn.
Đối với cảnh báo cao, xác định kích hoạt tại H và xóa tại H trừ D, trong đó D là vùng chết dương đã chọn cùng đơn vị. Đối với cảnh báo thấp, ngưỡng xóa thường nằm trên ngưỡng kích hoạt. Xác minh cách phần mềm thực hiện so sánh bằng: “lớn hơn” và “lớn hơn hoặc bằng” khác nhau ở biên giới.
Cũng xác định xem cấu hình mong đợi một giá trị tuyệt đối, phần trăm của ngưỡng, phần trăm của phạm vi hoặc giá trị đặt lại riêng biệt. Hai giao diện hiển thị “5%” có thể tạo ra các ngưỡng đặt lại khác nhau. Chuyển đổi cài đặt đã cấu hình thành giá trị rõ ràng theo đơn vị kỹ thuật trong quá trình xem xét.
Sử dụng tổng quan về đồng hồ ba pha cho ngữ cảnh đo lường và hướng dẫn ánh xạ chất lượng dữ liệu đồng hồ đo khi xác định các phép đo đủ điều kiện để điều khiển ứng dụng.
Tách biệt hysteresis khỏi độ trễ thời gian và lọc tín hiệu
Vùng chết giải quyết sự chuyển động quanh biên giới giá trị. Thời gian trễ bật yêu cầu điều kiện kích hoạt duy trì trong một khoảng thời gian xác định. Thời gian trễ tắt yêu cầu điều kiện xóa duy trì trước khi xóa. Lọc tín hiệu thay đổi tín hiệu đầu vào được sử dụng bởi cảnh báo, có thể ảnh hưởng đến phản hồi của nó đối với các thay đổi thực tế.
Các cơ chế này có thể tương tác. Một vùng chết rộng có thể giữ cảnh báo hoạt động lâu sau khi quá trình trở lại gần bình thường. Một độ trễ dài có thể làm giảm một sự kiện ngắn quan trọng. Việc làm mịn có thể làm cho tín hiệu trông bình tĩnh trong khi trì hoãn một chuyển đổi quan trọng. Chọn từng cài đặt vì lý do đã nêu và kiểm tra hành vi kết hợp.
So sánh sau đây mô tả hành vi chung của ứng dụng. Nó không cung cấp các cài đặt đề xuất hoặc đảm bảo thời gian phản hồi của thiết bị.
| Cơ chế | Những gì nó thay đổi | Kiểm tra hữu ích | Rủi ro cần xem xét |
|---|---|---|---|
| Ngưỡng kích hoạt | Giá trị bắt đầu của điều kiện | Tiếp cận từ phía bình thường | Chọn sai số lượng hoặc đơn vị |
| Hysteresis/độ trễ chết | Giá trị và bộ nhớ trạng thái của khe hở | Trở lại vào dải từ cả hai hướng | Cảnh báo vẫn còn hoạt động bất ngờ |
| Trì hoãn bật | Thời gian duy trì kích hoạt bắt buộc | Xung ngắn theo sau là điều kiện duy trì | Các sự kiện ngắn quan trọng bị ức chế |
| Trì hoãn tắt | Thời gian duy trì khe hở bắt buộc | Phục hồi ngắn hạn sau đó duy trì phục hồi | Việc làm sạch chậm hơn mong đợi của nhà vận hành |
| Lọc đầu vào | Tín hiệu trình bày cho logic | Lặp lại bước và đầu vào nhiễu | Các lệch thực bị che khuất hoặc chậm lại |
| Xác nhận | Trạng thái nhận diện của nhà vận hành | Xác nhận trong khi điều kiện vẫn còn hoạt động | Xác nhận bị nhầm lẫn với việc làm sạch |
| Xử lý chất lượng | Điều kiện đủ tiêu chuẩn của đầu vào cũ hoặc không hợp lệ | Ghi lại các bản ghi chất lượng không hợp lệ | Thiếu dữ liệu bị nhầm lẫn với hoạt động bình thường |
Ví dụ của OPC Foundation hỗ trợ sự phân tách khái niệm giữa deadband và độ trễ. Các trường hợp chấp nhận ở đây là thiết kế thử nghiệm thực tế, không phải tuyên bố phù hợp với toàn bộ mô hình cảnh báo OPC.
Xử lý qua một ví dụ cảnh báo cao
Xem xét một cảnh báo ứng dụng minh họa tại 100 kW với deadband tuyệt đối 5 kW. Chỉ định kích hoạt tại hoặc trên 100 kW và giải phóng tại hoặc dưới 95 kW. Những quy tắc bằng nhau này chỉ được chọn cho ví dụ này. Chúng phải phù hợp với phần mềm đã triển khai trước khi thử nghiệm được chấp nhận.
Bắt đầu từ trạng thái bình thường tại 94 kW, chuyển sang 98 kW và mong đợi trạng thái bình thường. Chuyển sang 101 kW và mong đợi hoạt động nếu không có độ trễ bật áp dụng. Quay lại 98 kW và mong đợi hoạt động vì tín hiệu chưa đạt ngưỡng giải phóng. Cuối cùng chuyển sang 94 kW và mong đợi giải phóng. Bắt đầu một thử nghiệm riêng biệt từ trạng thái bình thường tại 98 kW nên vẫn giữ trạng thái bình thường. Do đó, cùng một giá trị trung gian có thể tương ứng với các trạng thái khác nhau.
Những số này thể hiện logic, không phải giới hạn yêu cầu đề xuất hoặc khả năng cảnh báo BY194. Ngưỡng cảnh báo thực tế thuộc kế hoạch vận hành của địa điểm. Cài đặt bảo vệ yêu cầu cơ sở kỹ thuật đã được phê duyệt và thiết bị được thiết kế cho mục đích đó.
Kiểm tra hành vi trễ với chuỗi đầu vào kiểm soát
Sử dụng phần mềm phát lại đã được phê duyệt, mô phỏng hoặc môi trường thử nghiệm cô lập khi có sẵn. Không ép tải điện sống vào trạng thái vận hành nguy hiểm chỉ để tạo ra cảnh báo. Giữ lại hồ sơ các đầu vào thử nghiệm, các sự kiện đầu ra thực tế và tham chiếu đồng hồ.
Đối với một ví dụ về độ trễ bật, tạo ra một lệch nhỏ hơn thời gian cấu hình, sau đó là một lệch kéo dài hơn. Xác nhận rằng lệch đầu tiên không kích hoạt và lệch thứ hai hoạt động đúng thời điểm ứng dụng mong đợi. Kiểm tra xem việc trở lại trạng thái bình thường có đặt lại bộ đếm thời gian hay tạm dừng nó; không suy diễn quy tắc từ nhãn cài đặt.
Lặp lại cho độ trễ tắt và cho giải phóng bị gián đoạn. Bao gồm các giá trị biên chính xác, một giá trị nằm ngay trong deadband và một giá trị nằm ngay ngoài phạm vi giải phóng. Sử dụng hướng dẫn khoảng thời gian lấy mẫu đồng hồ để đánh giá xem chu kỳ thu thập đo lường có thể hỗ trợ quan sát dự định hay không. Một bộ đếm thời gian không thể tái tạo một lệch chưa từng được lấy mẫu hoặc truyền tải.
Quyết định điều gì xảy ra khi dữ liệu trở nên không sử dụng được
Thời gian chờ giao tiếp không phải là bằng chứng cho thấy điều kiện giám sát đã trở lại bình thường. Định nghĩa cách ứng dụng xử lý các dấu thời gian cũ, số không hợp lệ và chất lượng kém. Các chính sách có thể bao gồm giữ trạng thái cảnh báo quá trình cuối cùng trong khi riêng biệt nâng cao điều kiện chất lượng dữ liệu, hoặc tuyên bố điều kiện quá trình là không rõ. Chính sách phù hợp phụ thuộc vào ứng dụng và phải rõ ràng.
Không thay thế số không cho một phép đo không sử dụng được trừ khi hành vi đó được lý giải rõ ràng. Đối với cảnh báo cao, số không có thể làm rõ trạng thái sai; đối với cảnh báo thấp, nó có thể tạo ra một sự kiện gây hiểu lầm. Giữ riêng tình trạng liên lạc khỏi điều kiện vận hành đo được.
Đánh giá dữ liệu đo lường lỗi của gateway khi một hệ thống tiếp tục hiển thị giá trị cuối cùng hợp lý sau khi thu thập dừng lại. Kiểm tra kết nối lại cũng như mất kết nối. Một lô các giá trị cũ đến sau không nên bị nhầm lẫn với chu trình vận hành hiện tại.
Định nghĩa khởi động, xác nhận và thay đổi cấu hình
Khi một ứng dụng khởi động lại với giá trị nằm trong vùng deadband, nó cần một quy tắc trạng thái ban đầu được tài liệu hóa. Nó có thể khôi phục trạng thái đã lưu hoặc bắt đầu trong điều kiện không xác định cho đến khi có đủ bằng chứng. Không nên giả định hành vi nào cả. Bao gồm trường hợp này trong kiểm thử chấp nhận vì nó tiết lộ sự phụ thuộc ẩn vào lịch sử.
Ghi nhận xác nhận nhận thức của operator; điều này không nhất thiết có nghĩa là điều kiện đo đã được làm rõ. Xác nhận rằng cảnh báo đang hoạt động đã được xác nhận vẫn còn hiển thị theo quy trình vận hành của địa điểm. Kiểm tra xem các lệch mới hoặc cảnh báo lặp lại có tạo ra yêu cầu xác nhận mới không.
Thay đổi ngưỡng trong khi giá trị còn trong vùng có thể cũng thay đổi trạng thái mong đợi. Ghi lại xem ứng dụng có đánh giá lại ngay lập tức, giữ nguyên trạng thái hoặc yêu cầu khởi động lại không. Tránh chỉnh sửa cài đặt trong khi có cảnh báo trực tiếp không rõ nguyên nhân mà không lưu lại trình tự sự kiện ban đầu.
Giữ cấu hình và bằng chứng chấp nhận cùng nhau
Lưu trữ danh tính điểm nguồn, đơn vị, ngưỡng, định nghĩa deadband, cài đặt độ trễ, quy tắc bằng nhau và chính sách chất lượng. Giữ lại phiên bản phần mềm, thời gian có hiệu lực, trình tự đầu vào thử nghiệm và các chuyển đổi kết quả. The Hướng dẫn an ninh công nghệ vận hành của NIST hỗ trợ ghi nhật ký cấu hình kiểm soát và vận hành như các thực hành quản lý rộng hơn; nó không quy định các giá trị mẫu trong bài viết này.
Một bản ghi chấp nhận hữu ích thể hiện hành vi mong đợi so với quan sát được cho từng trường hợp và xác định các sai lệch chưa giải quyết. Lặp lại chỉ một lần vượt qua ngưỡng cao thành công là không đủ. Kiểm tra việc xóa bỏ, trở lại trong vùng, đầu vào cũ, khởi động lại và xác nhận riêng biệt. Khi thời gian phụ thuộc vào việc thu thập hoặc tải của máy chủ, hãy ghi lại giới hạn đó thay vì tuyên bố thời gian phản hồi toàn cầu.
Đối với lựa chọn sản phẩm, Gia đình thiết bị điện đa chức năng BY194 cung cấp một điểm bắt đầu đo lường phù hợp. Xác nhận biến thể chính xác và tùy chọn truyền thông, cùng với các trường đo lường thực tế được hỗ trợ. Xử lý cảnh báo có thể hoàn toàn thuộc về phần mềm bên ngoài; hình ảnh gia đình và mô tả truyền thông tùy chọn không chứng minh có một động cơ cảnh báo tích hợp trên thiết bị.
Học hỏi thêm: hysteresis như bộ nhớ trạng thái
Bài giảng của NPTEL IIT Guwahati dưới đây giải thích về comparator và mạch Schmitt trigger. Nó được đưa vào để trình bày nguyên lý chung về ngưỡng chuyển tiếp riêng biệt và bộ nhớ. Các ví dụ mạch của nó không phải là hướng dẫn đấu dây cho đồng hồ đo điện hoặc bằng chứng của bất kỳ tính năng cảnh báo tích hợp nào.
Các câu hỏi thường gặp
Độ trễ hồi sai (hysteresis) của cảnh báo có giống với độ trễ bật (on-delay) không?
Không. Độ trễ hồi sai (hysteresis) thay đổi giá trị điều kiện cần thiết để xóa hoặc kích hoạt một trạng thái. Độ trễ bật (on-delay) yêu cầu điều kiện kích hoạt phải duy trì trong một khoảng thời gian nhất định. Hai cơ chế này giải quyết các nguyên nhân khác nhau gây ra sự kiện lặp lại và cần được kiểm tra riêng biệt.
Đồng hồ đo điện nên sử dụng tỷ lệ vùng chết (deadband) bao nhiêu phần trăm?
Không có tỷ lệ phần trăm chung. Xác định điều kiện vận hành, hành vi nhiễu, giới hạn đo lường và phản hồi chấp nhận được, sau đó xác định xem phần mềm biểu thị deadband dưới dạng giá trị tuyệt đối hay dựa trên tỷ lệ phần trăm cụ thể.
Cảnh báo có nên tự động xóa khi mất kết nối truyền thông không?
Một phép đo bị mất không chứng minh hoạt động bình thường. Định nghĩa chính sách chất lượng dữ liệu rõ ràng và kiểm thử nó. Giữ điều kiện truyền thông rõ ràng và tránh xử lý dữ liệu thiếu một cách im lặng như một giá trị bằng không hợp lệ.
Một đồng hồ đa chức năng có tự động hỗ trợ logic này không?
Không. Xác nhận phần cứng chính xác, firmware, tùy chọn và tài liệu phần mềm. Ứng dụng giám sát có thể thực hiện logic cảnh báo bên ngoài, nhưng điều đó không xác nhận sự hiện diện của cảnh báo lập trình hoặc rơ le trong thiết bị.