تحديد أحجام وحدات الإدخال/الإخراج وأجهزة الاستشعار لمجففات الحبوب

يبدأ تحديد حجم نقاط الإدخال/الإخراج في PLC لمجفف الحبوب بمخاطر العملية وتسلسلات التشغيل، وليس بعدٍّ قياسي للنقاط. إذ يحدد نوع المجفف، ونظام الوقود، وتدفق المواد، وتجميع الغبار، ومعدات النقل، والقواعد المحلية، وتصنيف المنطقة الموثق، ما يجب استشعاره وكيفية تركيب كل دائرة. ويمكن لمنهج تصميم قابل لإعادة الاستخدام تنظيم هذه القرارات، لكنه لا يستطيع تحديد تصنيف منطقة خطرة أو أن يحل محل المختصين المؤهلين المسؤولين عن سلامة الاحتراق والغبار.

يجب اشتقاق قائمة نقاط الإدخال/الإخراج من مستندات العملية المعتمدة، والعلاقة بين السبب والنتيجة، وتصنيف المنطقة.

حدّد نطاق السلامة أولًا

يتناول معيار OSHA ‏29 CFR 1910.272 لمناولة الحبوب الحرائق والانفجارات والمخاطر الأخرى في منشآت الحبوب المشمولة. وتشمل متطلباته التخطيط للطوارئ، وتدريب الموظفين، والنظافة والترتيب، والتحكم في الأعمال الساخنة، والصيانة الوقائية. ويمكن للأتمتة دعم هذه البرامج، لكن PLC عاديًا لا يجعل الموقد أو مفتاح الإيقاف الطارئ أو تركيب الغبار القابل للاحتراق آمنًا بمفرده.

لا تصنّف كل موقع في المجفف على أنه Class II، Division 1 أو Division 2، ولا تفترض مجموعة الغبار من اسم السلعة وحده. يجب على فريق مؤهل توثيق الأماكن التي يمكن أن يوجد فيها الغبار القابل للاحتراق، وما إذا كان يمكن أن يكون معلقًا بتركيز خطِر، وخصائص المادة ذات الصلة، ومصادر الاشتعال، والتهوية أو الضغط، والجهة المختصة صاحبة الولاية. ويجب أن يتوافق الحساس المختار، والعلبة، وطريقة التوصيل، والحاجز، وموصل الكابل، وممارسات الصيانة مع ذلك الموقع الموثق.

افصل نظام التحكم الأساسي في العملية عن وظائف الحماية المستقلة. إذ تحتاج إدارة الموقد، ومراقبة اللهب، وإغلاق الوقود، والإيقاف الطارئ، وأي وظيفة سلامة آلية معتمدة إلى معاييرها المعمول بها، ومعدات معتمدة، والتحقق من صحتها، واستراتيجية لاختبارات الإثبات. ويمكن لمؤشر PLC قياسي أن يعكس حالتها للمشغلين، لكنه لا ينبغي أن يحل بصمت محل نظام الحماية المطلوب.

أنشئ قائمة نقاط الإدخال/الإخراج انطلاقًا من حالات التشغيل

حدّد كل حالة بدءًا من التشغيل وهو فارغ، مرورًا بالتعبئة، والإحماء، والتجفيف، والتبريد، والتفريغ، والإيقاف العادي، والإيقاف الطارئ، واستعادة الطاقة. ولكل انتقال، اكتب شروط السماح، والأوامر، والتغذية الراجعة، والحدود الزمنية، والإنذارات، والاستجابة الآمنة. وحوّل مستند العلاقة بين السبب والنتيجة إلى إشارات فقط بعد اعتماده من مسؤولي الميكانيكا والعملية.

تشمل الوظائف النموذجية التي ينبغي تقييمها ناقلات الدخول والتفريغ، ورافعات الدلاء، والمراوح، والمخمدات، والسخانات أو الشعلات، وبكرات القياس، وبوابات الصناديق، وتجميع الغبار، والتبريد المساعد. وقد يحتاج كل محرك إلى أمر، وحالة الجاهزية، وتغذية راجعة للتشغيل، وإشارة عطل الحمل الزائد أو وحدة القيادة، وإثبات مستقل للحركة أو تدفق الهواء عندما يتطلب تحليل المخاطر ذلك. فمخرج الأمر لا يثبت أبدًا تحرك المادة أو الهواء.

اختر القياسات وفقًا للقرار الذي تدعمه

قد تكون هناك حاجة إلى نقاط لقياس درجة الحرارة في غرفة الهواء، أو مناطق التجفيف، أو العادم، أو مجرى الحبوب، أو المحامل، أو مواقع أخرى في المعدات. اختر مقاومات RTD أو المزدوجات الحرارية أو أجهزة الإرسال وفقًا للمدى، والاستجابة، والدقة، والتركيب، ومسافة الكابل، وقابلية الصيانة. وحدد كيفية اكتشاف الحساس المفتوح، أو دائرة القصر، أو القيمة الخارجة عن النطاق، أو معدل التغير غير المعقول. فالرقم المعروض من دون حالة لجودة الإشارة ليس مدخل تحكم موثوقًا.

يمكن استنتاج تدفق الهواء من الضغط التفاضلي، أو سرعة المروحة، أو موضع المخمد، أو تيار المحرك، أو جهاز تدفق مباشر. ولا تثبت أي إشارة منفردة جميع حالات التعطل. فقد تكون نقطة التلامس المساعدة للمروحة في حالة صحيحة مع وجود سير مقطوع، كما قد يتأثر الضغط بمرشحات مسدودة أو مخمدات مغلقة. اختر مجموعة تكشف المخاطر المحددة في مراجعة العملية.

تحتاج قياسات المستوى والرطوبة وحركة الناقل وتدفق الحبوب أيضًا إلى غرض واضح. فمفتاح مستوى مرتفع يُستخدم لمنع الامتلاء الزائد له متطلبات موثوقية واختبار مختلفة عن إشارة مستوى مستمرة تُستخدم للمخزون فقط. ويمكن للرطوبة المقاسة أثناء التشغيل توجيه التحكم في التفريغ أو درجة الحرارة، لكن يجب توثيق موضع أخذ العينة، والمعايرة، واعتماد القياس على المنتج، والتأخير الزمني، والاستجابة عند التعطل قبل وضعه في حلقة تحكم مغلقة.

احسب القنوات والتشخيصات وواجهات الاتصال

أنشئ صفًا واحدًا لكل إشارة يتضمن وسم المعدة، والوصف، ونوع الإدخال/الإخراج، والحالة الطبيعية، وحالة التفعيل، ومعيار الجهد أو الإشارة، والعزل، ومتطلبات المنطقة الخطرة، والكابل، والطرف، وقناة الوحدة، والإنذار، وإجراء الفصل، واختبار التشغيل. وأدرج المدخلات الموصلة سلكيًا من أنظمة الحماية ومراكز التحكم بالمحركات، وبيانات وحدات القيادة عبر الشبكة، ومحطات التشغيل المحلية، وتغذية صمامات أو مخمدات الهواء الراجعة، وحالة التجاوز الخاصة بالصيانة.

لا تلغي الأجهزة المتصلة بالشبكة نقاط الهندسة. حدّد القيم الدورية، والقيم التشخيصية، ومتطلبات التحديث وانقضاء المهلة، والحالة الآمنة عند انقطاع الاتصال. وقد تظل التغذية الراجعة الحرجة بحاجة إلى نقطة تلامس موصلة سلكيًا بشكل منفصل إذا تطلب تقييم المخاطر أو المعيار المعمول به استقلاليتها.

أضف السعة الاحتياطية استنادًا إلى التغييرات المعقولة ودعم دورة الحياة، لا إلى نسبة عامة موحدة. واحجز أنواع الوحدات ومساحة الأطراف التي يُرجح الاحتياج إليها: فقناة رقمية احتياطية واحدة لا تفيد عندما يتطلب التغيير المستقبلي مدخلًا تماثليًا معزولًا. وافحص أحمال مزود الطاقة، وحدود اللوحة الخلفية أو العقدة، وحرارة الخزانة، وسعة الشبكة، وتوافر الأطراف، والمساحة المادية معًا.

ينبغي لشاشات المشغلين التمييز بين فصل العملية، وأعطال الأجهزة، وحالات التجاوز، والبيانات القديمة بدل عرض كل عطل على أنه إنذار واحد.

صمّم المخارج وواجهات الطاقة بعناية

اختر جهد الخرج والأجهزة الوسيطة وفق معيار الكهرباء المعتمد في المنشأة والحمل المتصل. وتحقق من التيار المستمر، وتيار الاندفاع، والتسرب، وكبح الأحمال الحثية، وقدرة نقاط التلامس، والعزل، وتنسيق المصهرات، ونتيجة التصاق خرج أو تعطل مرحل. لا تخلط الجهود على الأطراف أو الوحدات إلا إذا سمحت الأجهزة، والمسافات، ووضع الملصقات، والإجراءات بذلك صراحة.

حدّد حالة إزالة الطاقة وحالة فقدان الاتصال لكل مشغل. فقد يكون إغلاق صمام الوقود هو النتيجة الآمنة، بينما قد يحتاج مخمد الهواء أو مروحة التبريد إلى تسلسل مختلف. ويجب ألا يعيد برنامج PLC تشغيل الحركة الخطرة أو الاحتراق تلقائيًا بعد عودة الطاقة من دون الفحوص المطلوبة والتفويض المتعمد.

اجعل التشخيصات قابلة للتنفيذ

ينبغي أن تعرض شاشة HMI الأمر، والتغذية الراجعة، وسلسلة شروط السماح، وسبب الفصل الأول، وجودة الإشارة، وحالة التجاوز، وشروط إعادة الضبط للمعدات الحرجة. وسجّل اتجاهات قيم العملية بسياق كافٍ للتحقيق في الفصل، لكن لا تسمح بأن يصبح الاتجاه أو تأخير الإنذار طبقة الحماية الوحيدة. وينبغي مراجعة أولويات الإنذارات واستجابات المشغلين مع فريق التشغيل قبل أن تختبر ضغوط موسم الحصاد التصميم.

تكتسب بيانات الصيانة الوقائية قيمة هندسية عندما تحدد المحامل الساخنة، أو انزلاق السير، أو حالات الحمل الزائد المتكررة، أو انحراف قنوات درجة الحرارة، أو انسداد تدفق الهواء، أو الأجهزة التي يجري تجاوزها باستمرار. وينبغي أن تدعم الفحص والتصحيح بدل تطبيع الحالة المتدهورة.

أجرِ التشغيل التجريبي بحقن الأعطال

اختبر كل قناة من الجهاز الميداني حتى المؤشر أو الإجراء النهائي. وحاكِ الدوائر المفتوحة والقصيرة حيثما كان ذلك آمنًا، والقيم التماثلية الخارجة عن النطاق، والتغذية الراجعة العالقة، وفقدان الاتصال بالشبكة، وفقدان طاقة الإدخال/الإخراج، وفشل إثبات تشغيل المروحة أو الناقل، والإيقاف الطارئ. وتأكد من التقاط السبب الأول، والتسلسل الآمن، ونص الإنذار، وقواعد إعادة الضبط، والسلوك بعد عودة الطاقة.

سجّل قائمة النقاط النهائية، وأساس تصنيف المنطقة، واعتمادات الأجهزة، وبيانات المعايرة، والعلاقة بين السبب والنتيجة، ونتائج الاختبارات، والرسومات حسب التنفيذ. راجع أنظمة PLC وPAC للتعرف على خيارات وحدات التحكم والإدخال/الإخراج، ومجموعة مكونات الطاقة والكهرباء للتعرف على مكونات اللوحات الداعمة. إن إجمالي نقاط الإدخال/الإخراج الصحيح هو ما يمكن تتبعه إلى وظيفة معتمدة واستجابة عطل تم التحقق منها، وليس رقمًا منسوخًا من مجفف آخر.