ساخت یک ثبت‌کننده دمای قابل‌اعتماد با MicroLogix 1100

یک MicroLogix 1100 می‌تواند تاریخچهٔ دمای مفیدی جمع‌آوری کند، اما تایمری که یک کلمهٔ آنالوگ را در آرایه‌ای از اعداد صحیح کپی می‌کند، هنوز ثبت‌کنندهٔ داده نیست. یک سابقهٔ قابل‌دفاع به زنجیرهٔ اندازه‌گیری تعریف‌شده، واحدهای مهندسی مشخص، کیفیت کانال، رویداد نمونه‌برداری کنترل‌شده، مرجع زمانی قابل‌اعتماد، فضای ذخیره‌سازی محدود و مدرکی نیاز دارد که کامل‌بودن رکوردهای صادرشده را ثابت کند.

ثبت‌کننده باید مقدار، زمان و کیفیت را به‌صورت یک رکورد واحد حفظ کند تا خوانندهٔ آینده بتواند هر نمونه را توضیح دهد.

ابتدا زنجیرهٔ اندازه‌گیری را تعریف کنید

از نقطهٔ حسگری شروع کنید. نوع حسگر، محدودهٔ ترانسمیتر، سیگنال خروجی، آرایش تغذیهٔ حلقه، مسیر کابل، روش اتصال زمین و دقت دمای موردنیاز را ثبت کنید. یک ترانسمیتر ۴–۲۰ میلی‌آمپر با مقیاس ۰–۲۰۰ درجهٔ سانتی‌گراد، سامانهٔ اندازه‌گیری متفاوتی از یک تجهیز ۰–۱۰ ولت است؛ حتی اگر هر دو به یک ماژول ورودی متصل باشند.

1762-IF4 چهار کانال ورودی آنالوگ ولتاژی یا جریانیِ قابل‌پیکربندی ارائه می‌دهد. هر کانال را متناسب با سیگنال واقعی ترانسمیتر پیکربندی و قالب دادهٔ انتخاب‌شده را مستند کنید. بررسی کنید ترانسمیتر می‌تواند سوختن حسگر را گزارش کند یا نه و این وضعیت در ورودی آنالوگ چگونه ظاهر می‌شود. هرگز بدون تعریف کنترل‌شدهٔ محدوده، دما را مستقیماً از شمارش خام استنباط نکنید.

کنترلر نصب‌شده و سخت‌افزار توسعه را می‌توان در سامانه‌های PLC و PAC بررسی کرد؛ سخت‌افزارهای حسگری نیز در مجموعهٔ حسگرها دسته‌بندی شده‌اند.

مقیاس‌گذاری را بر اساس نقاط انتهایی مستند انجام دهید

مقیاس‌گذاری را به‌صورت رابطه‌ای صریح بین ورودی خام و دمای مهندسی بیان کنید. حداقل خام، حداکثر خام، حداقل مهندسی و حداکثر مهندسی را در داده‌های پیکربندی محافظت‌شده ذخیره کنید. از دقت عددی کافی استفاده کنید تا پیش از تولید مقدار نهاییِ نمایش‌داده‌شده، خطای گردکردن انباشته نشود.

کل زنجیره را دست‌کم در حداقل، نقطهٔ میانی و حداکثر، با منبع سیگنال قابل‌ردیابی یا مرجع دما آزمایش کنید. آزمون نقطهٔ میانی خطاهای شیب را آشکار می‌کند؛ خطاهایی که ممکن است آزمون فقط در نقاط انتهایی نتواند نشان دهد. نتیجهٔ PLC را با مقدار موردانتظار مقایسه و تلورانس مجاز ترانسمیتر، ماژول، مقیاس‌گذاری و تجهیزات مرجع را ثبت کنید.

مقدار نمایش‌داده‌شده را فقط پس از ثبت وضعیت خارج از محدوده محدود کنید. تبدیل بی‌صدای هر قرائت پایین به حداقل مهندسی، یک حلقهٔ باز یا ترانسمیتر خراب را به داده‌ای باورپذیر از فرایند تبدیل می‌کند. مقدار خام و وضعیت کیفیت باید برای عیب‌یابی همچنان در دسترس باشند.

کیفیت کانال را بخشی از هر رکورد قرار دهید

مقدار به‌تنهایی کامل نیست. یک کلمهٔ کیفیت ایجاد کنید که دادهٔ خوب، کمتر از محدوده، بیشتر از محدوده، مدار باز در صورت قابل‌تشخیص‌بودن، پیکربندی نامعتبر، قطع ارتباط با ماژول، دادهٔ زمان راه‌اندازی و بازنویسی تعمیراتی را از هم متمایز کند. بیت‌های اصلی وضعیت ماژول را نیز در دسترس نگه دارید تا کارشناسان بتوانند تصمیم کیفیت را ردیابی کنند.

تعریف کنید هر وضعیت نامعتبر چه اثری بر ماشین دارد. یک سامانهٔ تاریخچه ممکن است نمونهٔ نامعتبر را همراه با کد کیفیت ذخیره کند، درحالی‌که منطق کنترل به حالت جایگزین می‌رود، هشدار می‌دهد یا فرایند را متوقف می‌کند. اجازه ندهید ثبت‌کننده ورودی معیوب را به یک روند عددی معمولی تبدیل کند.

برای «هنوز نمونه‌برداری نشده» و «نمونهٔ نامعتبر» وضعیت‌های جداگانه استفاده کنید. هنگام راه‌اندازی، آرایه‌ای که با صفر پر شده است نباید نشان دهد فرایند پیش از نخستین رکورد معتبر روی ۰ درجهٔ سانتی‌گراد باقی مانده است.

فاصلهٔ نمونه‌برداری را بر اساس رفتار فرایند انتخاب کنید

نمونه‌برداری سریع‌تر از توان تغییر حسگر و فرایند، فقط حافظه را با مقادیر تکراری پر می‌کند. نمونه‌برداری بیش‌ازحد کند ممکن است جهش دمایی مهم برای کیفیت محصول یا حفاظت تجهیزات را از دست بدهد. پیش از انتخاب فاصله، کوتاه‌ترین رویداد قابل‌تشخیص، ثابت زمانی فرایند، هدف گزارش‌دهی و فضای ذخیره‌سازی موجود را تعریف کنید.

یک پالس نمونه ایجاد کنید و از وان‌شات استفاده کنید تا هر رویداد زمان‌بندی‌شده دقیقاً یک رکورد بنویسد. از منطقی که چند اسکن پیاپی درست می‌ماند و چند محل را با یک زمان یکسان پر می‌کند، پرهیز کنید. اگر بار اسکن یا ارتباطات می‌تواند روال را به تأخیر بیندازد، نمونه‌های دیررس یا ازدست‌رفته را ردیابی کنید.

برای مراحل نامنظم فرایند، یک راهبرد ترکیبی می‌تواند مفید باشد: نمونه‌های دوره‌ای پس‌زمینه به‌همراه رکوردهای رویدادی برای شروع بچ، فرمان گرمایش، تغییر وضعیت هشدار، اوج دما و پایان چرخه. نوع رکورد را صریحاً علامت‌گذاری کنید تا نرم‌افزارهای پایین‌دستی بتوانند توالی را تفسیر کنند.

ساعت بلادرنگ را زیرساختی اندازه‌گیری‌شده در نظر بگیرید

MicroLogix 1100 یک ساعت بلادرنگ داخلی دارد. راکول اعلام می‌کند که کنترلر تاریخ، زمان و وضعیت خود را هنگام روشن‌شدن و هنگام ورود به حالت Run یا Test در فایل تابع RTC می‌نویسد. ساعت از باتری قابل‌تعویض کنترلر استفاده می‌کند و فایل تابع RTC شامل نشانگر کم‌بودن شارژ باتری است.

پیش از پذیرش برچسب‌های زمانی، وضعیت باتری RTC و معتبر‌بودن ساعت را بررسی کنید. اگر تاریخ خارج از محدودهٔ مجاز است، وضعیت کیفی خطای ساعت را ثبت کنید. مشخص کنید چه کسی مجاز به تنظیم ساعت است، ثبت‌کننده از چه منطقهٔ زمانی استفاده می‌کند و تغییرات ساعت تابستانی چگونه مدیریت می‌شوند. برای مقایسه در سطح کارخانه، ممکن است سامانهٔ ناظر نیاز داشته باشد زمان PLC را همگام‌سازی یا با زمان دیگری تطبیق دهد.

پرش‌های رو به عقب یا پرش‌های رو به جلو با اندازهٔ غیرعادی را تشخیص دهید. اصلاح ساعت باید به‌جای تولید بی‌صدای زمان‌های محلی تکراری یا ازدست‌رفته، یک رویداد عیب‌یابی ایجاد کند. هنگامی که قابلیت حسابرسی دقیق لازم است، داده‌ها را به سامانه‌ای با همگام‌سازی مدیریت‌شدهٔ زمان و کنترل‌های نگهداری صادر کنید.

از بافر حلقوی ساختاریافته استفاده کنید

هر رکورد را به‌صورت گروهی ثابت شامل شمارهٔ توالی، فیلدهای زمانی، مقدار مقیاس‌شده، مقدار خام، کیفیت و نوع رویداد ذخیره کنید. بافر حلقوی از یک شاخص نوشتن استفاده می‌کند که در محدوده‌ای تعریف‌شده پیش می‌رود و سپس به ابتدا برمی‌گردد. تعداد رکوردهای معتبر و شمارندهٔ سرریز را نگه دارید.

شماره‌های توالی اهمیت دارند، زیرا پس از چرخش شاخص، محل بازنویسی‌شده ممکن است جدید به نظر برسد. مصرف‌کننده می‌تواند با مقایسهٔ توالی، شکاف‌ها، موارد تکراری و خطاهای ترتیب را تشخیص دهد. شاخص‌ها را هنگام راه‌اندازی عمداً مقداردهی اولیه کنید و مرز بین آخرین و نخستین عنصر آرایه را آزمایش کنید.

اندازهٔ بافر را بر اساس فاصلهٔ نمونه‌برداری و تحمل قطعیِ موردنیاز تعیین کنید. با یک نمونه در دقیقه، ۱٬۴۴۰ رکورد یک روز را پوشش می‌دهد؛ نیاز بایتی به چیدمان رکورد بستگی دارد. برای منطق، ویرایش آنلاین، پیام‌ها و تغییرات آینده حاشیه‌ای از حافظهٔ کنترلر باقی بگذارید و همهٔ کلمات موجود را تخصیص ندهید.

بدون ازدست‌دادن یا تکرار داده‌ها صادر کنید

ناحیهٔ نوشتن را از رکوردی که در حال ارسال است جدا کنید. یک رکورد کامل را در ناحیهٔ انتقال پایدار کپی کنید، شمارهٔ توالی آن را ارائه دهید و منتظر بمانید سامانهٔ دریافت‌کننده همان شماره را تأیید کند. فقط پس از آن رکورد را تحویل‌شده علامت بزنید یا اشاره‌گر صادرات را جلو ببرید. وقفهٔ ارتباطی باید بدون ایجاد نمونهٔ منطقی دوم، باعث تلاش مجدد شود.

اجازه ندهید HMI یا سامانهٔ ناظر، فیلدهای زمانی را در یک اسکن و مقدار را در اسکن دیگری بخواند. برای انتقال کامل از پرچم معتبر یا بررسی توالی استفاده کنید. عقب‌ماندگی، قدیمی‌ترین توالی ارسال‌نشده، سلامت ارتباطات و سرریز بافر را از رابط اپراتور پایش کنید.

خطاها را راه‌اندازی و آزمایش کنید، نه فقط مقادیر عادی را

حداقل، نقطهٔ میانی، حداکثر، کمتر از محدوده، بیشتر از محدوده، قطع حسگر، قطع تغذیهٔ ترانسمیتر، خارج‌کردن ماژول در صورت مجازبودن، اصلاح ساعت، نشانگر کم‌بودن باتری، پرشدن بافر، راه‌اندازی مجدد کنترلر و قطعی ارتباطات را آزمایش کنید. رکوردهای دریافتی را با یک مرجع مستقل مقایسه و پیوستگی توالی را تأیید کنید.

در پایان، مستند کنید ثبت‌کننده برای پشتیبانی از چه مواردی تأیید صلاحیت شده است. روند PLC می‌تواند مدرک تعمیراتی بسیار خوبی باشد، اما به‌طور خودکار الزامات سوابق تحت نظارت، اندازه‌گیری کالیبره، امضای الکترونیکی یا نگهداری بلندمدت را برآورده نمی‌کند. سامانه زمانی قابل‌اعتماد است که محدودیت‌ها، رفتار در برابر دادهٔ نامعتبر و بازیابی آن را بتوان نشان داد.