إعادة بناء تشابك خزانين كلاسيكيين بنظام FBD على CENTUM VP، مع مدخلات مستوى HART وFoundation Fieldbus.
المثال بسيط. أما الإنتاج فنادرًا ما يكون كذلك.
استعرض موقع InstrumentationTools برنامج تصريف خزانين بصيغة مخطط الكتل الوظيفية (FBD): مدخلان تناظريان للمستوى، ومخرجان رقميان للمضختين، مع تشغيل مضخة واحدة في كل مرة. يُصرّف الخزان الأول عندما يتجاوز المستوى 500 لتر، بينما يبقى الخزان الثاني تحت 400 لتر. تتوقف المضخة الأولى عند انخفاض المستوى عن 300 لتر، ثم تتبادل المضختان الأدوار. المنطق واضح وسهل استكشاف أعطاله. وقد كان FBD اختيارًا جيدًا من المؤلف، وأنا أتفق معه.
لكن هذا المثال يفترض إشارات مستوى مثالية ومضخات سليمة. وتخالف مناطق المزج الحقيقية هذين الافتراضين يوميًا. لذلك، دعوني أنقل الوصفة إلى بيئة Yokogawa CENTUM VP وأعززها للتشغيل المستمر في نظام تحكم موزع Yokogawa مخصص للإنتاج.
اختيار مدخل المستوى: HART أم Foundation Fieldbus
على نظام CENTUM VP المزود ببطاقة إدخال تناظرية ووحدات أطراف (مثل لوحة الأطراف التناظرية Yokogawa)، تصل مرسلة مستوى Yokogawa EJA-E عبر 4–20 mA مع HART. وتقرأ المتغير الأساسي في نظام التحكم الموزع، بينما تحتفظ بتشخيصات الجهاز في جهاز اتصال محمول أو في مدير موارد المصنع (PRM).
مع بطاقة Foundation Fieldbus، توجد كتلة AI داخل المرسلة. ويحمل القطاع حالة الإشارة مع كل قيمة. تعمل كلتا البنيتين، لكن سلوكهما يختلف في حالات الأعطال:
-
الخطوة 1: بالنسبة إلى مداخل HART، فعّل اكتشاف السلك المفتوح في محول الإشارة ADV159 واربطه مباشرة بخطأ إدخال/إخراج.
-
الخطوة 2: بالنسبة إلى مداخل Fieldbus، اضبط وضع فشل كتلة AI. اختر "استخدام آخر قيمة سليمة" مع مهلة قصيرة، ولا تختر مطلقًا "الاحتفاظ بالقيمة إلى الأبد".
-
الخطوة 3: أضف تخميدًا لمدة ثانيتين إلى أربع ثوانٍ لمستويات الخزانات المحرّكة. فالتخميد المفرط يخفي الفقد الحقيقي للمستوى، لذا اجعله محدودًا.
-
الخطوة 4: وجّه حالة الإدخال/الإخراج إلى دائرة التشابك. يجب ألا تثق المضخة بمدخل مستوى متعطل أو متجمد.
إعادة بناء منطق التشابك، كتلةً بعد كتلة
في منطق CENTUM VP، يُنقل هيكل المقارنة والتعيين-إعادة الضبط مباشرةً. ويستحقّ اسما البت الأصليان الإبقاء عليهما لأنهما يوثّقان القصد الهندسي:
-
الخطوة 1: مرّر LT-101 عبر كتلة مقارنة CALCU. اضبط
start_T1_drain عندما يتجاوز المستوى 500 لتر ويكون LT-102 أقل من 400 لتر.
-
الخطوة 2: صِل خرج التعيين بقلاب RS. وصِل جانب إعادة الضبط بانخفاض المستوى عن 300 لتر في الخزان الأول.
-
الخطوة 3: كرّر البنية للخزان الثاني باستخدام زوج العتبات الخاص به، كما حددت المقالة الأصلية.
-
الخطوة 4: اربط إشارات إعادة الضبط تبادليًا. فكل مضخة قيد التشغيل تجبر شرط بدء المضخة الأخرى على أن يكون خاطئًا. وهذا يستبدل ضمان تشغيل مضخة واحدة الضمني بتشابك متبادل صريح.
-
الخطوة 5: أضف مؤقتًا لمدة إيقاف دنيا قدرها ثلاثون ثانية لكل مضخة. فإعادة التشغيل السريعة ترفع حرارة مضخات التصريف الصغيرة.
علاوةً على ذلك، تحقّق من نقاط الضبط مقابل هندسة الخزان الفعلية. تفترض قيم 500 و400 و300 لتر أن الخزانات خطية. أما الخزان الأسطواني الرأسي ذو القاع المقعّر فيغيّر نسب الحجم الفعالة إلى المستوى.
ما أغفلته المقالة الأصلية: حماية المضخات
استبعد نطاق المقالة منطق التعبئة، وهذا مقبول. لكن هناك حمايتان أساسيتان ينبغي وضعهما إلى جانب أي منطق للتصريف:
-
الخطوة 1: أضف فصلًا عند المستوى المنخفض جدًا قبل كل مضخة. لا تعتمد مطلقًا على نقطة ضبط التصريف وحدها، لأن انجراف المرسلة أمر حتمي.
-
الخطوة 2: أضف شرط سماح لضغط التصريف أو التدفق على المجمّع المشترك. يجب ألا يحاصر صمام مزج عالق مضخةً قيد التشغيل أمام مسار تصريف مغلق.
لذلك، يتحول المزج في الخزانين إلى تسلسل منسق بدلًا من مقارنين معزولين. ولا يزال FBD يتعامل معه جيدًا، بينما يمكن لجداول التسلسل في CENTUM VP تنسيق الحملة إذا كان الخزانان يُصرّفان بالتناوب وفق الوصفة.
الخلاصة ونصيحة عملية
يعلّم مثال InstrumentationTools الهيكل الصحيح: المقارنات، وذاكرة التعيين-إعادة الضبط، والتشابك المتبادل. لكن نظام Yokogawa الإنتاجي يحتاج إلى المزيد. اختر مداخل HART أو Foundation Fieldbus بعناية، واربط حالة الإدخال/الإخراج بالمنطق. أضف التخميد، ومؤقتات الحد الأدنى للإيقاف، وفواصل المستوى المنخفض الصارمة. وأخيرًا، تحقّق من كل نقطة ضبط مقابل هندسة الخزان وبيانات التشغيل الأولي.
يبقى FBD لغة البرمجة المفضلة لدي لهذا العمل، لأن الفني يستطيع قراءة المنطق أثناء الوردية الليلية من دون الرجوع إلى دليل. ابنِ النسخة البسيطة أولًا. ثم احمها كما تحمي الأصل الذي تشغّله.
نبذة عن المؤلف: تشانغ يوتشن مهندس أتمتة صناعية يتمتع بأكثر من 10 سنوات من الخبرة في PLC وDCS وأنظمة التحكم.
