Xây dựng lại mạch liên động FBD hai bồn kinh điển trên CENTUM VP, với các đầu vào mức HART và Foundation Fieldbus.
Ví dụ thì đơn giản. Sản xuất hiếm khi như vậy.
InstrumentationTools đã trình bày một chương trình xả hai bồn dưới dạng sơ đồ khối chức năng (FBD): hai đầu vào mức analog, hai đầu ra bơm kỹ thuật số và chỉ một bơm hoạt động tại mỗi thời điểm. Bồn một xả khi mức trên 500 lít, trong khi bồn hai ở dưới 400 lít. Bơm một dừng khi mức dưới 300 lít, sau đó hai vai trò được hoán đổi. Logic rõ ràng và dễ khắc phục sự cố. FBD là lựa chọn phù hợp của tác giả, và tôi đồng ý.
Tuy nhiên, ví dụ đó giả định tín hiệu mức hoàn hảo và các bơm hoạt động tốt. Các khu vực phối trộn thực tế hằng ngày đều vi phạm cả hai giả định này. Vì vậy, hãy để tôi chuyển công thức sang môi trường Yokogawa CENTUM VP và tăng cường độ tin cậy để vận hành liên tục trong một DCS Yokogawa sản xuất.
Lựa chọn đầu vào mức: HART hay Foundation Fieldbus
Trên CENTUM VP với card đầu vào analog và các module đầu cuối (chẳng hạn như Bo mạch đầu cuối analog Yokogawa), một bộ truyền mức Yokogawa EJA-E truyền tín hiệu qua 4–20 mA với HART. Bạn đọc biến sơ cấp trong DCS và giữ thông tin chẩn đoán thiết bị trên bộ giao tiếp cầm tay hoặc Plant Resource Manager (PRM).
Với card Foundation Fieldbus, khối AI nằm bên trong bộ truyền. Phân đoạn truyền trạng thái cùng với mọi giá trị. Cả hai kiến trúc đều hoạt động, nhưng chúng phản ứng khác nhau trong điều kiện lỗi:
-
Bước 1: Đối với đầu vào HART, bật chức năng phát hiện đứt dây của bộ chuyển đổi tín hiệu ADV159 và ánh xạ trực tiếp chức năng này tới lỗi I/O.
-
Bước 2: Đối với đầu vào Fieldbus, cấu hình chế độ lỗi của khối AI. Chọn "sử dụng giá trị tốt cuối cùng" với thời gian chờ ngắn, không bao giờ chọn "giữ mãi mãi."
-
Bước 3: Thêm thời gian giảm chấn từ hai đến bốn giây cho mức trong các bồn bị khuấy. Giảm chấn quá mức sẽ che khuất tình trạng mất mức thực tế, vì vậy hãy giữ ở mức vừa phải.
-
Bước 4: Đưa trạng thái I/O vào mạch liên động. Bơm không được dựa vào đầu vào mức bị mất hoặc bị đóng băng.
Xây dựng lại logic liên động theo từng khối
Trong logic CENTUM VP, cấu trúc so sánh và set-reset được chuyển đổi trực tiếp. Nên giữ nguyên tên bit ban đầu vì chúng thể hiện mục đích kỹ thuật:
-
Bước 1: Đưa LT-101 qua khối so sánh CALCU. Đặt
start_T1_drain khi mức vượt quá 500 lít và LT-102 ở dưới 400 lít.
-
Bước 2: Nối đầu ra set vào một flip-flop RS. Nối phía reset với điều kiện mức bồn một dưới 300 lít.
-
Bước 3: Lặp lại cấu trúc cho bồn hai với cặp ngưỡng riêng, như bài viết gốc đã nêu.
-
Bước 4: Liên kết chéo các tín hiệu reset. Mỗi bơm đang chạy sẽ buộc điều kiện khởi động của bồn còn lại về false. Điều này thay thế cơ chế đảm bảo ngầm chỉ chạy một bơm bằng một mạch liên động tương hỗ rõ ràng.
-
Bước 5: Thêm bộ định thời tối thiểu 30 giây khi tắt cho mỗi bơm. Việc khởi động lại liên tục sẽ làm quá nhiệt các bơm xả nhỏ.
Ngoài ra, hãy kiểm tra các giá trị đặt so với hình học thực tế của bồn. Các giá trị 500, 400 và 300 lít giả định bồn có tiết diện tuyến tính. Một bồn hình trụ đứng có đáy chỏm sẽ làm thay đổi tỷ lệ thể tích trên mức hiệu dụng.
Điều bài viết gốc bỏ qua: Bảo vệ bơm
Bài viết không đề cập đến logic nạp, điều này là hợp lý. Tuy nhiên, hai biện pháp bảo vệ thiết yếu cần được bố trí bên cạnh mọi logic xả:
-
Bước 1: Thêm chức năng ngắt mức cực thấp trước mỗi bơm. Không bao giờ chỉ dựa vào điểm đặt xả, vì hiện tượng trôi của bộ truyền là không thể tránh khỏi.
-
Bước 2: Thêm điều kiện cho phép dựa trên áp suất xả hoặc lưu lượng tại đường ống góp chung. Van phối trộn bị kẹt không được phép khiến bơm đang chạy phải làm việc chống lại đường xả bị đóng.
Vì vậy, hệ thống phối trộn hai bồn trở thành một chuỗi phối hợp thay vì hai bộ so sánh độc lập. FBD vẫn xử lý tốt hệ thống này, trong khi các bảng trình tự trong CENTUM VP có thể điều phối chiến dịch nếu các bồn được xả luân phiên theo công thức.
Kết luận & Khuyến nghị hành động
Ví dụ của InstrumentationTools truyền đạt đúng cấu trúc nền tảng: các phép so sánh, bộ nhớ set-reset và liên động tương hỗ. Một hệ thống Yokogawa trong sản xuất cần nhiều hơn thế. Hãy lựa chọn đầu vào HART hoặc Foundation Fieldbus một cách có chủ đích và đưa trạng thái I/O vào logic. Thêm giảm chấn, bộ định thời tối thiểu khi tắt và chức năng ngắt mức thấp cứng. Cuối cùng, hãy kiểm tra mọi giá trị đặt dựa trên hình học bồn và dữ liệu chạy thử.
FBD vẫn là ngôn ngữ tôi ưu tiên cho công việc này, vì kỹ thuật viên có thể đọc logic trong ca đêm mà không cần tài liệu hướng dẫn. Hãy xây dựng phiên bản đơn giản trước. Sau đó bảo vệ nó như chính tài sản mà nó vận hành.
Về tác giả: Zhang Yuchen là kỹ sư tự động hóa công nghiệp với hơn 10 năm kinh nghiệm về PLC, DCS và các hệ thống điều khiển.
