Reconstrucción de un enclavamiento clásico de dos tanques en FBD en CENTUM VP, con entradas de nivel HART y Foundation Fieldbus.
El ejemplo es sencillo. La producción rara vez lo es.
InstrumentationTools explicó paso a paso un programa de drenaje de dos tanques en forma de diagrama de bloques funcionales (FBD): dos entradas analógicas de nivel, dos salidas digitales de bomba y una bomba funcionando a la vez. El tanque uno se drena por encima de 500 litros, mientras el tanque dos se mantiene por debajo de 400 litros. La bomba uno se detiene por debajo de 300 litros y las funciones se intercambian. La lógica es limpia y fácil de solucionar. El autor eligió bien el FBD y estoy de acuerdo.
Sin embargo, ese ejemplo supone señales de nivel perfectas y bombas en buen estado. Las áreas reales de mezclado incumplen ambas suposiciones a diario. Por ello, voy a trasladar la receta a un entorno Yokogawa CENTUM VP y reforzarla para el servicio continuo en un DCS de Yokogawa de producción.
Elección de la entrada de nivel: HART o Foundation Fieldbus
En un CENTUM VP con una tarjeta de entrada analógica y módulos terminales (como la tarjeta terminal analógica Yokogawa), un transmisor de nivel Yokogawa EJA-E llega mediante 4–20 mA con HART. La variable primaria se lee en el DCS y los diagnósticos del dispositivo se conservan en un comunicador portátil o en Plant Resource Manager (PRM).
Con una tarjeta Foundation Fieldbus, el bloque AI reside dentro del transmisor. El segmento transporta el estado junto con cada valor. Ambas arquitecturas funcionan, pero se comportan de forma diferente en condiciones de fallo:
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Paso 1: Para las entradas HART, habilite la detección de circuito abierto del convertidor de señal ADV159 y asígnela directamente a un error de E/S.
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Paso 2: Para las entradas Fieldbus, configure el modo de fallo del bloque AI. Elija "usar el último valor válido" con un tiempo de espera corto, nunca "mantener indefinidamente".
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Paso 3: Añada un amortiguamiento de dos a cuatro segundos a los niveles de los tanques agitados. Un amortiguamiento excesivo oculta pérdidas reales de nivel, así que manténgalo moderado.
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Paso 4: Enrute el estado de E/S al enclavamiento. Una bomba no debe confiar en una entrada de nivel inactiva o congelada.
Reconstrucción de la lógica del enclavamiento bloque por bloque
En la lógica de CENTUM VP, la estructura de comparación y ajuste-restablecimiento se traduce directamente. Conviene conservar los nombres originales de los bits porque documentan la intención de ingeniería:
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Paso 1: Pase LT-101 por un bloque de comparación CALCU. Active
start_T1_drain cuando el nivel supere 500 litros y LT-102 se mantenga por debajo de 400 litros.
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Paso 2: Conecte la salida de ajuste a un biestable RS. Conecte el lado de restablecimiento al nivel inferior a 300 litros del tanque uno.
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Paso 3: Duplique la estructura para el tanque dos con su propio par de umbrales, tal como especificaba el artículo original.
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Paso 4: Acople entre sí los restablecimientos. Cada bomba en funcionamiento obliga a que la condición de arranque del otro tanque sea falsa. Esto sustituye la garantía implícita de una sola bomba por un enclavamiento mutuo explícito.
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Paso 5: Añada un temporizador de tiempo mínimo apagada de treinta segundos por bomba. Los rearranques rápidos sobrecalientan las bombas de drenaje pequeñas.
Además, verifique los valores de consigna con la geometría real del tanque. Los valores de 500, 400 y 300 litros suponen tanques lineales. Un tanque cilíndrico vertical con fondo abombado modifica las relaciones efectivas entre volumen y nivel.
Lo que omitió el original: protección de las bombas
El alcance del artículo excluía la lógica de llenado, lo cual es razonable. Sin embargo, dos protecciones esenciales deben acompañar a cualquier lógica de drenaje:
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Paso 1: Añada un disparo de nivel muy bajo antes de cada bomba. Nunca dependa únicamente de la consigna de drenaje, porque la deriva del transmisor es inevitable.
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Paso 2: Añada una condición permisiva de presión o caudal de descarga en el colector común. Una válvula de mezclado atascada no debe dejar una bomba en funcionamiento contra una vía de descarga cerrada.
Por lo tanto, la mezcla de dos tanques se convierte en una secuencia coordinada en lugar de dos comparadores aislados. El FBD sigue gestionándola bien, mientras que las tablas de secuencia de CENTUM VP pueden coordinar la campaña si los tanques se drenan alternativamente según la receta.
Conclusión y recomendaciones de acción
El ejemplo de InstrumentationTools enseña la estructura adecuada: comparaciones, memoria de ajuste-restablecimiento y enclavamiento mutuo. Un sistema Yokogawa de producción necesita más. Elija deliberadamente entradas HART o Foundation Fieldbus y conecte el estado de E/S a la lógica. Añada amortiguamiento, temporizadores de tiempo mínimo apagada y disparos firmes de nivel bajo. Por último, verifique cada consigna con la geometría del tanque y los datos de puesta en servicio.
El FBD sigue siendo mi lenguaje preferido para este trabajo, porque un técnico puede leer la lógica durante un turno nocturno sin consultar un manual. Construya primero la versión sencilla. Después, protéjala como el activo que controla.
Sobre el autor: Zhang Yuchen es ingeniero de automatización industrial con más de 10 años de experiencia en PLC, DCS y sistemas de control.
