Egy klasszikus, két tartályos FBD-reteszelés újjáépítése CENTUM VP rendszeren, HART- és Foundation Fieldbus-szintbemenetekkel.
A példa egyszerű. A termelés ritkán az.
Az InstrumentationTools bemutatott egy két tartály leeresztésére szolgáló programot funkcióblokk-diagram (FBD) formájában: két analóg szintbemenetet, két digitális szivattyúkimenetet és egyszerre csak egy működő szivattyút. Az első tartály 500 liter felett ürül, miközben a második 400 liter alatt van. Az első szivattyú 300 liter alatt leáll, majd a szerepek felcserélődnek. A logika áttekinthető és könnyen hibakereshető. A szerző jó döntést hozott az FBD választásával, és egyetértek vele.
Ez a példa azonban tökéletes szintjeleket és hibátlan szivattyúkat feltételez. A valós keverőüzemi területeken mindkét feltétel nap mint nap sérül. Ezért a megoldást egy Yokogawa CENTUM VP környezetbe ültetem át, és folyamatos üzemre megerősítem egy termelési Yokogawa DCS rendszerben.
A szintbemenet kiválasztása: HART vagy Foundation Fieldbus
Egy analóg bemeneti kártyával és sorkapocsmodulokkal felszerelt CENTUM VP rendszeren, például a Yokogawa analóg sorkapocskártyán, egy Yokogawa EJA-E szinttávadó HART-kommunikációval, 4–20 mA jelen keresztül érkezik. Az elsődleges változót a DCS-ben olvassa be, az eszközdiagnosztikát pedig kézi kommunikátorban vagy a Plant Resource Manager (PRM) rendszerben tartja meg.
Foundation Fieldbus-kártya esetén az AI-blokk a távadóban található. A szegmens minden értékkel együtt továbbítja az állapotinformációt. Mindkét architektúra működőképes, de hiba esetén eltérően viselkednek:
-
1. lépés: HART-bemeneteknél engedélyezze az ADV159 jelátalakító szakadásérzékelését, és rendelje közvetlenül egy I/O-hibához.
-
2. lépés: Fieldbus-bemeneteknél konfigurálja az AI-blokk hibaüzemmódját. Rövid időkorláttal válassza az „utolsó jó érték használata” lehetőséget, a „tartsa meg korlátlan ideig” beállítást pedig soha.
-
3. lépés: Keveréssel mozgatott tartályok szintjeinél alkalmazzon két-négy másodperces csillapítást. A túlzott csillapítás elrejti a tényleges szintvesztést, ezért tartsa mérsékelt értéken.
-
4. lépés: Vezesse be az I/O-állapotot a reteszelésbe. Egy szivattyú nem támaszkodhat hibás vagy befagyott szintbemenetre.
A reteszelési logika újjáépítése blokkonként
A CENTUM VP logikájában az összehasonlítási és a beállítás-visszaállítási struktúra közvetlenül átültethető. Érdemes megtartani az eredeti bitneveket, mert dokumentálják a mérnöki szándékot:
-
1. lépés: Vezesse az LT-101 jelet egy CALCU összehasonlító blokkon keresztül. Állítsa be a
start_T1_drain jelet, amikor a szint meghaladja az 500 litert, az LT-102 szintje pedig 400 liter alatt van.
-
2. lépés: Kösse a beállítási kimenetet egy RS flip-flopra. A visszaállítási oldalt csatlakoztassa az első tartály 300 liter alatti szintjeléhez.
-
3. lépés: Ismételje meg a struktúrát a második tartályhoz is, a saját küszöbértékpárjával, az eredeti cikkben leírtak szerint.
-
4. lépés: Kösse keresztbe a visszaállításokat. Mindegyik működő szivattyú hamis értékre kényszeríti a másik tartály indítási feltételét. Ez az implicit, egyetlen szivattyúra vonatkozó garanciát explicit kölcsönös reteszeléssel váltja fel.
-
5. lépés: Adjon minden szivattyúhoz harminc másodperces minimális kikapcsolási időzítőt. A gyors újraindítások túlmelegítik a kis leeresztőszivattyúkat.
Ezenfelül ellenőrizze a beállítási értékeket a tényleges tartálygeometria alapján. Az 500, 400 és 300 literes értékek lineáris tartályokat feltételeznek. Egy domború fenekű, függőleges hengeres tartály módosítja a tényleges térfogat-szint arányokat.
Amit az eredeti kihagyott: szivattyúvédelem
A cikk nem foglalkozott a töltési logikával, ami elfogadható. Két alapvető védelemnek azonban minden leeresztési logika mellett helye van:
-
1. lépés: Adjon minden szivattyú elé alacsony-alacsony szintű lekapcsolást. Soha ne hagyatkozzon kizárólag a leeresztési alapjelre, mert a távadó elkerülhetetlenül sodródik.
-
2. lépés: Adjon nyomás- vagy áramlási engedélyezést a közös gyűjtővezetékre. Egy beragadt keverőszelep nem szoríthat működő szivattyút zárt nyomóág ellen.
Így a két tartályos keverési folyamat összehangolt sorrenddé válik, nem pedig két elszigetelt összehasonlítóvá. Az FBD továbbra is jól kezeli ezt, miközben a CENTUM VP szekvenciatáblái vezényelhetik a kampányt, ha a tartályok recept szerint felváltva ürülnek.
Összegzés és gyakorlati tanácsok
Az InstrumentationTools példája a megfelelő alapstruktúrát tanítja: összehasonlításokat, beállítás-visszaállítási memóriát és kölcsönös reteszelést. Egy termelési Yokogawa rendszer azonban ennél többet igényel. Tudatosan válassza ki a HART- vagy Foundation Fieldbus-bemeneteket, és vezesse be az I/O-állapotot a logikába. Adjon csillapítást, minimális kikapcsolási időzítőket és megbízható alacsony szintű lekapcsolásokat. Végül ellenőrizze minden alapjel értékét a tartálygeometria és az üzembe helyezési adatok alapján.
Az FBD továbbra is az általam előnyben részesített nyelv ehhez a feladathoz, mert egy technikus kézikönyv nélkül is el tudja olvasni a logikát az éjszakai műszakban. Először építse meg az egyszerű változatot. Ezután védje úgy, mintha az általa működtetett eszköz lenne.
A szerzőről: Zhang Yuchen ipari automatizálási mérnök, több mint 10 éves tapasztalattal PLC-, DCS- és irányítástechnikai rendszerek terén.
