Автоматизацията на сушилни за зърно се намира на пресечната точка между обработката на насипни материали, управлението на горенето или нагретия въздух и електрическите практики при наличие на горим прах. Типична сушилня със среден размер и линия за обработка обикновено изисква между осемдесет и двеста PLC I/O точки, след като се отчетат нивото в бункерите, температурата, влажността, контролът на въртенето, обратната връзка от двигателите, задвижващите механизми на клапите и операторските устройства. Недостатъчният I/O бюджет налага късни промени по таблата; прекомерното оразмеряване без ясна концепция за сензорите води до излишни разходи и въпреки това оставя пропуски при опасните зони. Тази статия представя практичен метод за оразмеряване на I/O и сензори, съобразен с изискванията за прах от клас II, раздел 1 или раздел 2, група G, съгласно NFPA 61 и правилата за инсталиране на NEC.

Често използваните методи за защита включват взривозащитени срещу възпламеняване на прах (DIP) корпуси, искробезопасни (IS) бариери за сензори с ниска енергия и невъзпламеняващи (NI) вериги, когато класът на разделяне позволява това. Самата PLC платформа обикновено се намира в чисто или електрическо помещение с общо предназначение, докато полевите устройства и локалните пултове за управление трябва да отговарят на изискванията за съответния клас на зоната. Никога не приемайте, че стандартен 24 V DC индуктивен сензор е допустим на прашна междинна площадка, без да проверите чертежа за класификация на зоните.

Набор от сензори за сушилни

Измерването на нивото обикновено комбинира точкови и непрекъснати технологии. Капацитивните или лопатъчните превключватели осигуряват блокировка при високо ниво в приемните бункери и секциите на сушилнята. Радарът с насочена вълна (GWR) осигурява непрекъснато измерване на нивото, когато запасът и автоматичната логика за пълнене изискват аналогова стойност. Превключвателите за въртене или нулева скорост на нории и конвейери трябва да бъдат отказобезопасни, нормално затворени устройства, така че прекъснат проводник да се отчита като спрян вал. Температурните контури използват термодвойки или RTD в нагретите зони и въздуховодите; измерването на влажността обикновено се извършва със специализиран сензор с изход 4–20 mA, свързан към аналогов входен модул. Всеки от тези избори определя различен тип I/O модул: дискретен DC, за термодвойка, за RTD или за аналогов ток.

За двигателите е необходимо да се предвиди повече от една команда за пускане. Заложете дискретни входове за обратна връзка от спомагателния контакт на контактора, задействане на защитата от претоварване и потвърждение на нулева скорост или движение от енкодер, когато рискът от смесване на материали или пожар изисква доказателство за потока. Ако има ЧП, определете дали обратната връзка за скоростта ще се предава чрез дискретни прагове, аналогови изходи или мрежов статус — и отчетете тези точки изрично.

Напрежение на дискретните изходи и резервен капацитет

Бобините на контакторите често са 120 V AC в предприятията за зърно, тъй като това напрежение съответства на съществуващите центрове за управление на двигатели. Междинните релета позволяват на PLC да използва както изходни карти за 120 V AC, така и изходи за 24 V DC, които управляват бобини на релета. Изходите за 24 V DC улесняват стандартизацията на таблата и намаляват опасността от токов удар в PLC шкафовете, но изискват подходящ избор на релета и потискане на пренапреженията. Документирайте избора като единен заводски стандарт и не смесвайте небрежно напреженията на бобините върху една и съща клемна редица.

Резервен I/O капацитет от петнадесет до двадесет процента е практично правило след изготвяне на първоначалния точен брой. Резервите трябва да са налични за всеки реално използван тип модул, а не само за дискретните стелажи — добавянето на късен контур за влажност няма да помогне, ако всички аналогови канали са заети. Оставете празни слотове или резервен капацитет в шасито за разширяване при добавяне на секции към сушилнята.

Стъпки за оразмеряване на HMI и процедурите

Планирането на HMI трябва да бъде част от оценката на I/O, защото за всяка аналогова и критична дискретна точка са необходими аларми, трендове и представяне на първото задействало събитие. Операторите на сушилни разчитат на ясни общи изгледи на зоните: влажност на входа, влажност на изхода, температура на въздуховода, потвърждение за работата на вентилатора и статус на високото ниво в бункера. Създайте лицеви панели, които показват отделно битовете за повреда на сензорите и технологичните блокировки, така че повреден GWR да не изглежда като празен бункер.

1. Избройте механичното оборудване и задайте функциите за измерване от таблицата по-горе.
2. Приложете класификацията на зоните и изберете съответните DIP, IS или NI устройства.
3. Пребройте каналите DI/DO/AI/AO/TC/RTD, след което добавете 15–20% резерв за всеки тип.
4. Изберете стратегията за напрежението на DO (директно 120 V AC срещу 24 V DC с междинни релета).
5. Задайте HMI тагове, трендове и аларми за първо задействало събитие за всеки сензор, свързан с безопасността.

Брой I/O точки и одит на сензорите в прашни зони

Често срещаните пропуски включват преброяване само на двигателите и забравяне на аналоговите сигнали за ниво и влажност, използване на превключватели за нулева скорост, нормално отворени, които прикриват прекъснати кабели, монтиране на сензори без необходимия клас на защита в прашни зони от клас II и пропускане на резервен аналогов капацитет. Друг чест пропуск е пренебрегването на заземяването на екраните при веригите 4–20 mA за влажност и GWR, което води до шумови изключвания, които операторите заобикалят.

Дисциплинираното преброяване, изборът на устройства за опасни зони и резервният капацитет осигуряват системи за управление на сушилнята, които издържат на разширяванията през жътвения сезон. Стандартизирайте PLC платформата и поддържайте на склад съвместими PLC I/O и контролерни модули, така че престоят по време на жътва да се измерва в часове, а не в чакане на замени от различни доставчици.