اینترلاک‌های تخلیه مخزن در FBD: انتقال یک برنامه PLC به سیستم کنترل توزیع‌شده یوکوگاوا

بازسازی یک اینترلاک کلاسیک FBD دو مخزنه روی CENTUM VP، با ورودی‌های سطح HART و Foundation Fieldbus.

مثال ساده است؛ تولید به‌ندرت چنین است.

InstrumentationTools برنامه تخلیه دو مخزن را در قالب نمودار بلوکی تابعی (FBD) بررسی کرده است: دو ورودی آنالوگ سطح، دو خروجی دیجیتال پمپ و روشن بودن هم‌زمان تنها یک پمپ. مخزن یک در سطح بالاتر از ۵۰۰ لیتر تخلیه می‌شود، در حالی که سطح مخزن دو کمتر از ۴۰۰ لیتر است. پمپ یک در کمتر از ۳۰۰ لیتر متوقف می‌شود و نقش‌ها جابه‌جا می‌شوند. منطق تمیز و عیب‌یابی آن آسان است. انتخاب FBD توسط نویسنده مناسب بود و من نیز موافقم.

بااین‌حال، این مثال سیگنال‌های سطح بی‌نقص و پمپ‌های سالم را فرض می‌کند. نواحی اختلاط واقعی هر روز هر دو فرض را نقض می‌کنند. بنابراین، اجازه دهید این دستورالعمل را به محیط Yokogawa CENTUM VP منتقل و برای کارکرد پیوسته در یک DCS یوکوگاوا تولیدی مقاوم‌سازی کنم.

انتخاب ورودی سطح: HART یا Foundation Fieldbus

در CENTUM VP با کارت ورودی آنالوگ و ماژول‌های ترمینال (مانند برد ترمینال آنالوگ Yokogawa)، یک ترانسمیتر سطح Yokogawa EJA-E از طریق ۴–۲۰ میلی‌آمپر همراه با HART وارد می‌شود. متغیر اصلی را در DCS می‌خوانید و عیب‌یابی‌های تجهیز را در ارتباط‌گر دستی یا Plant Resource Manager (PRM) نگه می‌دارید.

با کارت Foundation Fieldbus، بلوک AI داخل ترانسمیتر قرار دارد. سگمنت همراه با هر مقدار، وضعیت را نیز منتقل می‌کند. هر دو معماری قابل استفاده‌اند، اما هنگام بروز خطا رفتار متفاوتی دارند:

• مرحله ۱: برای ورودی‌های HART، تشخیص قطعی سیم ADV159 signal converter را فعال کنید و آن را مستقیماً به خطای I/O نگاشت کنید.
• مرحله ۲: برای ورودی‌های Fieldbus، حالت خرابی بلوک AI را پیکربندی کنید. گزینه «استفاده از آخرین مقدار معتبر» را با زمان‌پایان کوتاه انتخاب کنید و هرگز از گزینه «نگه‌داشتن برای همیشه» استفاده نکنید.
• مرحله ۳: برای سطوح مخازن هم‌زن‌دار، میرایی دو تا چهار ثانیه‌ای اضافه کنید. میرایی بیش‌ازحد افت واقعی سطح را پنهان می‌کند، بنابراین مقدار آن را محدود نگه دارید.
• مرحله ۴: وضعیت I/O را وارد اینترلاک کنید. پمپ نباید به ورودی سطح قطع‌شده یا ثابت‌شده اعتماد کند.

بازسازی منطق اینترلاک، بلوک‌به‌بلوک

در منطق CENTUM VP، ساختار مقایسه و ست-ریست مستقیماً قابل انتقال است. بهتر است نام بیت‌های اصلی حفظ شوند، زیرا هدف مهندسی را مستند می‌کنند:

• مرحله ۱: LT-101 را از یک بلوک مقایسه CALCU عبور دهید. هنگامی که سطح از ۵۰۰ لیتر بیشتر و LT-102 کمتر از ۴۰۰ لیتر است، start_T1_drain را ست کنید.
• مرحله ۲: خروجی ست را به یک فلیپ‌فلاپ RS وصل کنید. سمت ریست را به سطح کمتر از ۳۰۰ لیتر در مخزن یک متصل کنید.
• مرحله ۳: ساختار را برای مخزن دو، با جفت آستانه مخصوص آن، همان‌طور که مقاله اصلی مشخص کرده است، تکرار کنید.
• مرحله ۴: ریست‌ها را به‌صورت متقاطع کوپل کنید. هر پمپِ در حال کار، شرط شروع پمپ مخزن دیگر را مجبور به false می‌کند. این کار تضمین ضمنی تک‌پمپی را با یک اینترلاک متقابل صریح جایگزین می‌کند.
• مرحله ۵: برای هر پمپ، یک تایمر حداقل زمان خاموش‌بودن به مدت ۳۰ ثانیه اضافه کنید. راه‌اندازی‌های سریع و مکرر، پمپ‌های کوچک تخلیه را بیش‌ازحد گرم می‌کنند.

علاوه بر این، نقاط تنظیم را با هندسه واقعی مخزن بررسی کنید. مقادیر ۵۰۰، ۴۰۰ و ۳۰۰ لیتر، مخازن خطی را فرض می‌کنند. یک مخزن استوانه‌ای عمودی با کف عدسی، نسبت مؤثر حجم به سطح را تغییر می‌دهد.

آنچه در مثال اصلی حذف شده بود: حفاظت از پمپ

مقاله، منطق پرکردن را از محدوده خود خارج کرده بود که تصمیمی منطقی است. بااین‌حال، دو حفاظت ضروری باید در کنار هر منطق تخلیه‌ای وجود داشته باشند:

• مرحله ۱: پیش از هر پمپ، یک تریپ سطح بسیار پایین اضافه کنید. هرگز تنها به نقطه تنظیم تخلیه اتکا نکنید، زیرا دریفت ترانسمیتر اجتناب‌ناپذیر است.
• مرحله ۲: روی هدر مشترک، یک مجوز فشار یا جریان خروجی اضافه کنید. گیرکردن شیر اختلاط نباید باعث شود پمپ در حال کار در برابر مسیر خروجی بسته به دام بیفتد.

بنابراین، اختلاط دو مخزن به یک توالی هماهنگ تبدیل می‌شود، نه دو مقایسه‌گر مجزا. FBD همچنان این کار را به‌خوبی انجام می‌دهد، در حالی که جدول‌های توالی در CENTUM VP می‌توانند در صورت تخلیه تناوبی مخازن بر اساس دستور ساخت، کمپین را هماهنگ کنند.

جمع‌بندی و توصیه‌های اجرایی

مثال InstrumentationTools اسکلت درست را آموزش می‌دهد: مقایسه‌ها، حافظه ست-ریست و اینترلاک متقابل. یک سیستم تولیدی Yokogawa به موارد بیشتری نیاز دارد. ورودی‌های HART یا Foundation Fieldbus را آگاهانه انتخاب کنید و وضعیت I/O را وارد منطق کنید. میرایی، تایمرهای حداقل زمان خاموش‌بودن و تریپ‌های قطعی سطح پایین را اضافه کنید. در نهایت، هر نقطه تنظیم را با هندسه مخزن و داده‌های راه‌اندازی تطبیق دهید.

FBD همچنان زبان ترجیحی من برای این کار است، زیرا تکنسین می‌تواند منطق را در شیفت شب، بدون مراجعه به دفترچه راهنما، بخواند. ابتدا نسخه ساده را بسازید. سپس مانند تجهیز ارزشمندی که آن را به کار می‌اندازد، از آن محافظت کنید.

درباره نویسنده: ژانگ یوچن مهندس اتوماسیون صنعتی است و بیش از ۱۰ سال تجربه در زمینه PLC، DCS و سیستم‌های کنترل دارد.