Ανακατασκευή ενός interlock FBD δύο δεξαμενών στο CENTUM VP, με εισόδους στάθμης HART και Foundation Fieldbus.
Το παράδειγμα είναι απλό. Η παραγωγή σπάνια είναι.
Το InstrumentationTools παρουσίασε ένα πρόγραμμα εκκένωσης δύο δεξαμενών σε μορφή διαγράμματος λειτουργικών μπλοκ (FBD): δύο αναλογικές εισόδους στάθμης, δύο ψηφιακές εξόδους αντλιών και μία αντλία σε λειτουργία κάθε φορά. Η δεξαμενή ένα εκκενώνεται πάνω από τα 500 λίτρα, ενώ η δεξαμενή δύο βρίσκεται κάτω από τα 400 λίτρα. Η αντλία ένα σταματά κάτω από τα 300 λίτρα και οι ρόλοι εναλλάσσονται. Η λογική είναι καθαρή και εύκολη στην αντιμετώπιση προβλημάτων. Το FBD ήταν καλή επιλογή από τον συγγραφέα και συμφωνώ.
Ωστόσο, αυτό το παράδειγμα προϋποθέτει τέλεια σήματα στάθμης και αντλίες σε καλή κατάσταση. Οι πραγματικοί χώροι ανάμειξης παραβιάζουν καθημερινά και τις δύο παραδοχές. Επομένως, ας μεταφέρω τη συνταγή σε ένα περιβάλλον Yokogawa CENTUM VP και ας την ενισχύσω για συνεχή λειτουργία σε ένα παραγωγικό DCS της Yokogawa.
Επιλογή εισόδου στάθμης: HART ή Foundation Fieldbus
Σε ένα CENTUM VP με κάρτα αναλογικών εισόδων και μονάδες ακροδεκτών (όπως η Αναλογική πλακέτα ακροδεκτών Yokogawa), ένας πομπός στάθμης Yokogawa EJA-E μεταδίδει σήμα 4–20 mA με HART. Διαβάζετε τη βασική μεταβλητή στο DCS και διατηρείτε τα διαγνωστικά της συσκευής σε φορητό communicator ή στο Plant Resource Manager (PRM).
Με μια κάρτα Foundation Fieldbus, το μπλοκ AI βρίσκεται μέσα στον πομπό. Το τμήμα μεταφέρει την κατάσταση μαζί με κάθε τιμή. Και οι δύο αρχιτεκτονικές λειτουργούν, αλλά συμπεριφέρονται διαφορετικά σε συνθήκες σφάλματος:
-
Βήμα 1: Για εισόδους HART, ενεργοποιήστε την ανίχνευση κομμένου καλωδίου του μετατροπέα σήματος ADV159 και αντιστοιχίστε την απευθείας σε σφάλμα I/O.
-
Βήμα 2: Για εισόδους Fieldbus, διαμορφώστε τη λειτουργία αστοχίας του μπλοκ AI. Επιλέξτε «χρήση τελευταίας έγκυρης τιμής» με σύντομο χρονικό όριο, ποτέ «διατήρηση επ' αόριστον».
-
Βήμα 3: Προσθέστε απόσβεση δύο έως τεσσάρων δευτερολέπτων στις στάθμες αναδευόμενων δεξαμενών. Η υπερβολική απόσβεση αποκρύπτει την πραγματική απώλεια στάθμης, επομένως διατηρήστε την περιορισμένη.
-
Βήμα 4: Δρομολογήστε την κατάσταση I/O στο interlock. Μια αντλία δεν πρέπει να εμπιστεύεται μια νεκρή ή παγωμένη είσοδο στάθμης.
Ανακατασκευή της λογικής interlock, μπλοκ προς μπλοκ
Στη λογική του CENTUM VP, η δομή σύγκρισης και set-reset μεταφέρεται απευθείας. Αξίζει να διατηρηθούν τα αρχικά ονόματα bit, επειδή τεκμηριώνουν την πρόθεση του μηχανικού:
-
Βήμα 1: Περάστε το LT-101 από ένα μπλοκ σύγκρισης CALCU. Θέστε το
start_T1_drain όταν η στάθμη υπερβαίνει τα 500 λίτρα και το LT-102 βρίσκεται κάτω από τα 400 λίτρα.
-
Βήμα 2: Συνδέστε την έξοδο set σε ένα flip-flop RS. Συνδέστε την πλευρά reset σε συνθήκη στάθμης κάτω από τα 300 λίτρα στη δεξαμενή ένα.
-
Βήμα 3: Αντιγράψτε τη δομή για τη δεξαμενή δύο με το δικό της ζεύγος ορίων, όπως όριζε το αρχικό άρθρο.
-
Βήμα 4: Συνδέστε διασταυρούμενα τα reset. Κάθε αντλία που λειτουργεί επιβάλλει την ακύρωση της συνθήκης εκκίνησης της άλλης δεξαμενής. Έτσι, η έμμεση εγγύηση λειτουργίας μίας μόνο αντλίας αντικαθίσταται από ένα ρητό αμοιβαίο interlock.
-
Βήμα 5: Προσθέστε χρονοδιακόπτη ελάχιστου χρόνου εκτός λειτουργίας τριάντα δευτερολέπτων για κάθε αντλία. Οι γρήγορες επανεκκινήσεις υπερθερμαίνουν τις μικρές αντλίες εκκένωσης.
Επιπλέον, επαληθεύστε τα σημεία ρύθμισης σε σχέση με την πραγματική γεωμετρία των δεξαμενών. Οι τιμές των 500, 400 και 300 λίτρων προϋποθέτουν γραμμικές δεξαμενές. Μια κατακόρυφη κυλινδρική δεξαμενή με καμπυλωμένο πυθμένα μεταβάλλει τις αποτελεσματικές αναλογίες όγκου προς στάθμη.
Τι παρέλειψε το αρχικό άρθρο: προστασία αντλιών
Το άρθρο εξαιρούσε τη λογική πλήρωσης, κάτι που είναι λογικό. Ωστόσο, δύο βασικές προστασίες πρέπει να υπάρχουν δίπλα σε κάθε λογική εκκένωσης:
-
Βήμα 1: Προσθέστε προστασία στάθμης low-low πριν από κάθε αντλία. Μην βασίζεστε μόνο στο σημείο ρύθμισης εκκένωσης, επειδή η μετατόπιση του πομπού είναι αναπόφευκτη.
-
Βήμα 2: Προσθέστε permissive πίεσης κατάθλιψης ή ροής στην κοινή κεφαλή. Μια κολλημένη βαλβίδα ανάμειξης δεν πρέπει να παγιδεύει μια αντλία που λειτουργεί απέναντι σε κλειστή διαδρομή κατάθλιψης.
Επομένως, η ανάμειξη δύο δεξαμενών γίνεται μια συντονισμένη ακολουθία και όχι δύο απομονωμένοι συγκριτές. Το FBD εξακολουθεί να την εξυπηρετεί καλά, ενώ οι πίνακες ακολουθιών στο CENTUM VP μπορούν να ενορχηστρώσουν την καμπάνια, αν οι δεξαμενές εκκενώνονται εναλλάξ βάσει συνταγής.
Συμπέρασμα & συμβουλές ενεργειών
Το παράδειγμα του InstrumentationTools διδάσκει τον σωστό βασικό σκελετό: συγκρίσεις, μνήμη set-reset και αμοιβαίο interlock. Ένα παραγωγικό σύστημα Yokogawa χρειάζεται περισσότερα. Επιλέξτε σκόπιμα εισόδους HART ή Foundation Fieldbus και συνδέστε την κατάσταση I/O στη λογική. Προσθέστε απόσβεση, χρονοδιακόπτες ελάχιστου χρόνου εκτός λειτουργίας και αυστηρές προστασίες χαμηλής στάθμης. Τέλος, επαληθεύστε κάθε σημείο ρύθμισης σε σχέση με τη γεωμετρία της δεξαμενής και τα δεδομένα θέσης σε λειτουργία.
Το FBD παραμένει η προτιμώμενη γλώσσα μου για αυτήν την εργασία, επειδή ένας τεχνικός μπορεί να διαβάσει τη λογική στη νυχτερινή βάρδια χωρίς εγχειρίδιο. Κατασκευάστε πρώτα την απλή έκδοση. Στη συνέχεια, προστατέψτε την όπως προστατεύετε τον εξοπλισμό που ελέγχει.
Σχετικά με τον συγγραφέα: Ο Zhang Yuchen είναι μηχανικός βιομηχανικού αυτοματισμού με περισσότερα από 10 χρόνια εμπειρίας σε PLC, DCS και συστήματα ελέγχου.
