Klasiska divu tvertņu FBD bloķējuma atjaunošana sistēmā CENTUM VP, izmantojot HART un Foundation Fieldbus līmeņa ieejas.
Piemērs ir vienkāršs. Ražošanā reti kad tā notiek.
InstrumentationTools aplūkoja divu tvertņu iztukšošanas programmu funkcionālā bloku diagrammas (FBD) formā: divas analogās līmeņa ieejas, divas digitālās sūkņu izejas un vienlaikus darbojas tikai viens sūknis. Pirmā tvertne tiek iztukšota, kad līmenis pārsniedz 500 litrus, kamēr otrajā tvertnē līmenis ir zem 400 litriem. Pirmais sūknis apstājas, kad līmenis nokrītas zem 300 litriem, un sūkņu lomas mainās. Loģika ir skaidra un viegli diagnosticējama. FBD bija laba autora izvēle, un es tam piekrītu.
Tomēr šajā piemērā tiek pieņemts, ka līmeņa signāli ir nevainojami un sūkņi - darba kārtībā. Reālās maisīšanas zonas ik dienu pārkāpj abus šos pieņēmumus. Tāpēc pārnesīsim šo risinājumu uz Yokogawa CENTUM VP vidi un pielāgosim to nepārtrauktam darbam ražošanas Yokogawa DCS.
Līmeņa ieejas izvēle: HART vai Foundation Fieldbus
Izmantojot CENTUM VP ar analogās ieejas karti un spaiļu moduļiem, piemēram, Yokogawa analogo spaiļu plati, Yokogawa EJA-E līmeņa raidītājs saņem signālu pa 4–20 mA ar HART. Primāro mainīgo nolasa DCS, bet ierīces diagnostiku saglabā rokas terminālī vai Plant Resource Manager (PRM).
Izmantojot Foundation Fieldbus karti, AI bloks atrodas raidītājā. Segmentā kopā ar katru vērtību tiek pārraidīts arī statuss. Abas arhitektūras darbojas, taču kļūmju gadījumā tās uzvedas atšķirīgi:
-
1. darbība: HART ieejām iespējojiet ADV159 signāla pārveidotāja pārtrūkuša vada noteikšanu un tieši piesaistiet to I/O kļūdai.
-
2. darbība: Fieldbus ieejām konfigurējiet AI bloka kļūmes režīmu. Izvēlieties “izmantot pēdējo labo vērtību” ar īsu noildzi, bet nekad neizvēlieties “turēt bezgalīgi”.
-
3. darbība: Maisītu tvertņu līmeņiem pievienojiet divu līdz četru sekunžu slāpēšanu. Pārmērīga slāpēšana slēpj reālu līmeņa zudumu, tāpēc saglabājiet to mērenu.
-
4. darbība: Ievadiet I/O statusu bloķējuma loģikā. Sūknis nedrīkst paļauties uz bojātu vai iesalušu līmeņa ieeju.
Bloķējuma loģikas atjaunošana pa blokiem
CENTUM VP loģikā salīdzināšanas un iestatīšanas-atstatīšanas struktūra tiek pārnesta tieši. Sākotnējos bitu nosaukumus ir vērts saglabāt, jo tie dokumentē inženiertehnisko nodomu:
-
1. darbība: Pievadiet LT-101 CALCU salīdzināšanas blokam. Iestatiet
start_T1_drain, kad līmenis pārsniedz 500 litrus un LT-102 ir zem 400 litriem.
-
2. darbība: Savienojiet iestatīšanas izeju ar RS flip-flop. Atstatīšanas pusi pieslēdziet nosacījumam, ka pirmās tvertnes līmenis ir zem 300 litriem.
-
3. darbība: Atkārtojiet struktūru otrajai tvertnei ar tās sliekšņu pāri, kā norādīts sākotnējā rakstā.
-
4. darbība: Krusteniski savienojiet atstatīšanas signālus. Katrs darbojošais sūknis piespiež otras tvertnes palaišanas nosacījumu kļūt aplamam. Tas aizstāj netiešo viena sūkņa darbības garantiju ar skaidru savstarpēju bloķējumu.
-
5. darbība: Katram sūknim pievienojiet minimālo izslēgtā stāvokļa taimeri uz trīsdesmit sekundēm. Bieža atkārtota palaišana pārkarsē nelielus drenāžas sūkņus.
Turklāt pārbaudiet iestatītos punktus atbilstoši faktiskajai tvertņu ģeometrijai. Vērtības 500, 400 un 300 litri pieņem, ka tvertnes ir lineāras. Vertikāla cilindriska tvertne ar izliektu apakšu maina efektīvo tilpuma un līmeņa attiecību.
Kas sākotnējā piemērā netika aplūkots: sūkņa aizsardzība
Rakstā netika aplūkota uzpildes loģika, un tas ir saprotami. Tomēr blakus jebkurai iztukšošanas loģikai jāparedz divas būtiskas aizsardzības:
-
1. darbība: Pirms katra sūkņa pievienojiet ļoti zema līmeņa atslēgumu. Nekad nepaļaujieties tikai uz iztukšošanas iestatīto punktu, jo raidītāja novirze ir neizbēgama.
-
2. darbība: Kopējā kolektorā pievienojiet izplūdes spiediena vai plūsmas atļauju. Iestrēdzis maisīšanas vārsts nedrīkst piespiest darbojošos sūkni strādāt pret slēgtu izplūdes ceļu.
Tādējādi divu tvertņu maisīšanas process kļūst par koordinētu secību, nevis diviem izolētiem salīdzinātājiem. FBD joprojām ar to labi tiek galā, savukārt CENTUM VP secību tabulas var vadīt kampaņu, ja tvertnes saskaņā ar recepti tiek iztukšotas pārmaiņus.
Secinājumi un ieteikumi rīcībai
InstrumentationTools piemērs māca pareizo pamatu: salīdzināšanu, iestatīšanas-atstatīšanas atmiņu un savstarpēju bloķējumu. Ražošanā izmantotai Yokogawa sistēmai nepieciešams vairāk. Apzināti izvēlieties HART vai Foundation Fieldbus ieejas un ievadiet I/O statusu loģikā. Pievienojiet slāpēšanu, minimālā izslēgtā stāvokļa taimerus un stingrus zema līmeņa atslēgumus. Visbeidzot pārbaudiet katru iestatīto punktu atbilstoši tvertnes ģeometrijai un nodošanas ekspluatācijā datiem.
FBD joprojām ir mana iecienītākā valoda šādam darbam, jo tehniķis var izlasīt loģiku nakts maiņas laikā arī bez rokasgrāmatas. Vispirms izveidojiet vienkāršo versiju. Pēc tam aizsargājiet to tā, kā aizsargātu iekārtu, ko tā vada.
Par autoru: Zhang Yuchen ir industriālās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PLC, DCS un vadības sistēmu jomā.
