کنترل دمای هواساز در RSLogix 5000: راهبرد جبران‌سازی دمای محیط

یک واحد هواساز نباید صرفاً به این دلیل که تقویم زمستان را نشان می‌دهد، نقطه تنظیم دما را تغییر دهد. هوای بیرون، رطوبت فضا، بار حرارتی داخلی، میزان حضور افراد و سردترین سطح در معرض، همگی بر نقطه تنظیم مناسب اثر می‌گذارند. بنابراین، یک طراحی قابل‌اعتماد در Studio 5000، جبران‌سازی شرایط محیطی را به‌صورت تابع بازتنظیم تحت نظارت در نظر می‌گیرد: با یک نقطه تنظیم پایه تأییدشده شروع می‌کند، اصلاحی محدودشده را از شرایط اندازه‌گیری‌شده محاسبه می‌کند و نقطه تنظیم مؤثر حاصل را به حلقه دما ارائه می‌دهد. هیچ مقداری از یک اسکن کنترلر به اسکن بعدی انباشته نمی‌شود.

نقطه هدف مؤثر در هر اسکن از ورودی‌های تعریف‌شده دوباره ساخته می‌شود؛ بنابراین آفست نمی‌تواند بی‌نهایت drift کند.

نقطه هدف اپراتور را از نقطه هدف محاسبه‌شده جدا کنید

برای مقدار پایه تأییدشده توسط اپراتور از یک تگ و برای مقدار مؤثر مصرف‌شده توسط حلقه از تگی متفاوت استفاده کنید. تگ سومی نیز باید اصلاح محاسبه‌شده را نگه دارد. این جداسازی، HMI را قابل‌فهم می‌کند و از یک خطای رایج جلوگیری می‌کند؛ خطایی که در آن دستور ADD در هر اسکن، نتیجه را دوباره در همان نقطه تنظیم می‌نویسد. این الگوی انباشتی، یک اصلاح پنج‌درجه‌ای را ظرف چند ثانیه به مقداری خارج از کنترل تبدیل می‌کند.

این محاسبه را می‌توان به‌صورت Effective_SP = Base_SP + Ambient_Reset + Moisture_Reset بیان کرد. برای هر اصلاح باید حد بالا و پایین صریح تعیین شود. نقطه تنظیم مؤثر نهایی نیز به یک محدودکننده مستقل بر اساس محدوده تجهیزات و فرایند نیاز دارد. اندازه‌گیری‌های خام، اندازه‌گیری‌های فیلترشده، عبارت‌های محاسبه‌شده، حدود و نتیجه نهایی را به‌صورت تگ‌های جداگانه قابل مشاهده نگه دارید. اپراتور باید بتواند هر درجه از اصلاح را از روی ترند HMI توضیح دهد.

متغیر کنترل‌شونده درست را انتخاب کنید

دمای فضا، دمای هوای برگشتی، دمای هوای رفت و دمای سطح تجهیزات قابل جایگزینی با یکدیگر نیستند. حلقه دما ممکن است هوای خروجی را تنظیم کند، در حالی که یک بازتنظیم نظارتی از محفظه دوربین، کویل یا سطح فرایند محافظت می‌کند. مشخص کنید کدام حسگر حلقه را می‌بندد و کدام اندازه‌گیری‌ها فقط نقطه هدف آن را تغییر می‌دهند. اگر حسگر اشتباه انتخاب شود، کنترل ظاهراً پایدار همچنان می‌تواند سطح آسیب‌پذیر را پایین‌تر از نقطه شبنم هوا نگه دارد.

رطوبت نسبی به‌تنهایی خطر میعان را مشخص نمی‌کند، زیرا معنای آن با دمای هوا تغییر می‌کند. از یک محاسبه معتبر نقطه شبنم یا ترانسمیتری استفاده کنید که نقطه شبنم را گزارش می‌دهد؛ سپس آن مقدار را با برآورد سردترین سطح مرتبط مقایسه کنید. ASHRAE نقطه شبنم را دمایی توصیف می‌کند که در آن بخار آب به اشباع می‌رسد و اشاره می‌کند که نگه‌داشتن سطح بالاتر از نقطه شبنم هوای فضا، از میعان جلوگیری می‌کند. این اصل نسبت به افزایش ثابت دما در فصل خاص، قابل‌دفاع‌تر است. برای اصطلاح پایه، تعریف نقطه شبنم در ASHRAE را ببینید.

یک منحنی بازتنظیم محدودشده بسازید

بازتنظیم عملی بر اساس هوای بیرون، به دو نقطه انتهایی معتبر نیاز دارد، نه یک بیت ساده زمستانی. پایین‌تر از نقطه سرد، حداکثر اصلاح تأییدشده را اعمال کنید. بالاتر از نقطه گرم، هیچ اصلاحی اعمال نکنید. بین این دو نقطه، درون‌یابی خطی انجام دهید. پیش از محاسبه شیب، اندازه‌گیری هوای بیرون را محدود کنید تا خرابی حسگر نتواند نقطه هدفی افراطی ایجاد کند. برای جلوگیری از حرکت سریع اصلاح هنگام نوسان دمای بیرون، اطراف مرزهای حالت از ناحیه بی‌حسی کوچک یا گذار فیلترشده استفاده کنید.

حفاظت در برابر رطوبت باید یک عبارت جداگانه با فعال‌سازی، بررسی کیفیت و حد مخصوص به خود باشد. وقتی نقطه شبنم به دمای سطح محافظت‌شده نزدیک می‌شود، منطق نظارتی می‌تواند نقطه هدف دما را افزایش دهد، سرمایش را کاهش دهد، ظرفیت رطوبت‌زدایی را افزایش دهد یا توالی تعریف‌شده دیگری را درخواست کند. اقدام درست به طراحی هواساز بستگی دارد. کنترلر نباید فرض کند که گرم‌کردن فضا همیشه پاسخ ترجیحی به رطوبت است.

حاشیه نقطه شبنم خطر میعان را تحت نظارت قرار می‌دهد، در حالی که محدودکننده‌ها بازتنظیم را داخل محدوده عملیاتی تأییدشده نگه می‌دارند.

داده‌های نامعتبر و انتقال حالت را مدیریت کنید

هر اندازه‌گیری مورد استفاده در بازتنظیم باید وضعیت کیفیت داشته باشد. مقدار خارج از محدوده، به‌روزرسانی قدیمی، خطای ماژول پیکربندی‌شده یا اختلاف با حسگر افزونه را شناسایی کنید. در صورت نامعتبر بودن داده هوای بیرون، آخرین اصلاح معتبر را فقط برای یک بازه کوتاه و مستند نگه دارید و سپس به یک مقدار ثابت محافظه‌کارانه برگردید. در صورت نامعتبر بودن داده رطوبت یا سطح، اصلاح خودکار رطوبت را غیرفعال کنید و به‌جای آنکه خطر را بی‌صدا صفر در نظر بگیرید، یک هشدار متمایز ایجاد کنید.

حالت‌های دستی، خودکار، راه‌اندازی، خاموشی، اکونومایزر، گرمایش، سرمایش و حفاظت در برابر یخ‌زدگی، همگی می‌توانند نقاط هدف رقیب بنویسند. یک مالک واحد برای نقطه تنظیم مؤثر تعیین کنید و هر حالت را وادار کنید درخواست خود را از طریق همان مالک به‌صورت یک سهم ارائه دهد. منبع فعال را با یک کد وضعیت ثبت کنید. هنگام انتقال، نقطه هدف را با نرخ مشخص تغییر دهید یا از قابلیت‌های رهگیری دستور حلقه استفاده کنید تا خروجی به‌صورت پله‌ای تغییر نکند. راهنمای کنترل فرایند Rockwell بر رهگیری نقطه تنظیم و خروجی برای تغییر حالت روان تأکید دارد؛ همین نظم در اینجا نیز کاربرد دارد.

حلقه PID را از نویز کندتر و از بار سریع‌تر نگه دارید

جبران‌سازی شرایط محیطی، منطق نظارتی است، نه یک PID سریع دوم که دور PID اول پیچیده شده باشد. بازتنظیم را آن‌قدر آهسته به‌روزرسانی و فیلتر کنید که حلقه دما فرصت پایدارشدن داشته باشد. دوره وظیفه کنترلر، نرخ به‌روزرسانی ورودی، مقیاس‌بندی واحد مهندسی و ثابت زمانی فیلتر باید همراه با یکدیگر مستند شوند. اگر نقطه هدف مؤثر سریع‌تر از پاسخ کویل و اتاق حرکت کند، حلقه یک هدف متحرک را دنبال می‌کند و اپراتورها حتی با مناسب بودن ضرایب PID، نوسان خواهند دید.

تأخیرهای هشدار را مستقل از فیلتر کنترل اعمال کنید. خطای حسگر باید سریع شناسایی شود، در حالی که هشدار فرایندی دمای پایین ممکن است به تداوم وضعیت نیاز داشته باشد. با فیلترکردن هشدار از همان مقدار بیش‌ازحد هموارشده‌ای که برای ترند استفاده می‌شود، یک انحراف واقعی را پنهان نکنید. هرگاه تحلیل خطر به زمان‌های پاسخ متفاوت نیاز دارد، مقادیر خام، کنترلی و هشدار را جداگانه نگه دارید.

پیش از تنظیم حلقه، محاسبه را راه‌اندازی و آزمایش کنید

ابتدا تابع بازتنظیم را در حالی آزمایش کنید که خروجی PID در یک وضعیت دستی ایمن نگه داشته شده است. مقادیر را در نقطه سرد، نقطه گرم، نقطه میانی و کمی فراتر از هر دو حد اعمال کنید. اصلاح محاسبه‌شده، محدودکننده‌های نهایی، تبدیل واحد و توضیح HMI را بررسی کنید. سپس خرابی و قدیمی‌شدن حسگرها، قطع ارتباطات، راه‌اندازی مجدد کنترلر و انتقال بین عملکرد دستی و خودکار را شبیه‌سازی کنید. مطمئن شوید رفتار بازگشتی قطعی است و هشدارها ورودی خراب را مشخص می‌کنند.

سپس حلقه دما را با یک نقطه تنظیم مؤثر ثابت آزمایش کنید. پیش از فعال‌کردن بازتنظیم شرایط محیطی، ضرایب پایدار را تعیین کنید. در پایان، هر بار فقط یک عبارت بازتنظیم را فعال کنید و نقطه تنظیم پایه، هر اصلاح، نقطه تنظیم مؤثر، دمای کنترل‌شده، نقطه شبنم، برآورد سطح، خروجی و وضعیت حالت را ترند بگیرید. معیارهای پذیرش باید شامل بیشینه فراجهش، زمان نشست، نرخ مجاز تغییر نقطه هدف، پاسخ هشدار و بازیابی پس از رویداد داده نامعتبر باشد.

قضاوت مهندسی

برنامه تقویمی همچنان می‌تواند به‌عنوان فعال‌ساز یا بازگشت محافظه‌کارانه مفید باشد، اما نباید جایگزین شرایط اندازه‌گیری‌شده شود. قوی‌ترین طراحی، محاسبه را آشکار می‌کند، هر اصلاح خودکار را محدود می‌سازد، رطوبت و دما را به‌عنوان اهداف کنترلی مرتبط اما متمایز در نظر می‌گیرد و دلیل روشنی در اختیار اپراتور می‌گذارد. حدود تأییدشده را همراه با مستندات کنترلر مورد استفاده برای سیستم‌های PLC و PAC کارخانه ذخیره کنید و تغییرات منحنی‌های بازتنظیم را با همان بازبینی‌ای مدیریت کنید که برای ضرایب PID و مجوزهای مرتبط با ایمنی اعمال می‌شود.