Sizing PLC I/O and Sensors for Grain Dryer Automation — figure 1

Астық кептіргішін автоматтандыруға арналған PLC енгізу-шығару модульдері мен датчиктерін таңдау

Астық кептіргіші мен сақтау бункерін автоматтандыруға арналған PLC I/O жобалауы: дискретті/аналогтық I/O санын есептеу, Class II Div 1/2 санатындағы датчикте...

Астық кептіргішін автоматтандыру сусымалы материалдарды өңдеу, жану немесе қыздырылған ауа ағынын басқару және жанғыш шаң бар ортадағы электр қондырғылары талаптарының тоғысында орналасады. Орта өлшемді кептіргіш пен тасымалдау желісінде бункер деңгейін, температураны, ылғалдылықты, айналу мониторларын, қозғалтқыш кері байланысын, шибер жетектерін және оператор құрылғыларын есептегенде, әдетте сексеннен екі жүзге дейін PLC енгізу/шығару нүктесі болады. I/O бюджетін тым аз жоспарлау панельге кеш өзгерістер енгізуге мәжбүр етеді; ал сенсорлар философиясынсыз артық жоспарлау қаражатты ысырап етіп, қауіпті аймақтардағы олқылықтарды бәрібір жоймайды. Бұл мақала NFPA 61 және NEC орнату қағидаларына сәйкес Class II Division 1 немесе Division 2 Group G шаң қаупі жағдайында I/O мен сенсорларды өлшемдеудің практикалық әдісін сипаттайды.

Астық кептіргішін автоматтандыруға арналған PLC I/O және сенсорларды өлшемдеу — 1-сурет Астық кептіргішінің басқару панельдері дәл I/O есептеуді шаңға сәйкес сенсорлармен және қорғау әдістерімен үйлестіруі керек.

Қорғау әдістеріне әдетте шаң тұтануына төзімді (DIP) корпустар, энергиясы төмен сенсорларға арналған ұшқынға қауіпсіз (IS) тосқауылдар және Division санаты рұқсат ететін жерлердегі тұтанбайтын (NI) тізбектер жатады. PLC платформасының өзі әдетте таза немесе жалпы мақсаттағы электр бөлмесінде орналасады, ал далалық құрылғылар мен жергілікті басқару станциялары тиісті Division санатына сай болуы керек. Аймақтың жіктеу сызбасын тексермей, шаңды мезонинде стандартты 24 V DC жақындау сенсорын қолдануға болады деп ешқашан болжамаңыз.

Кептіргіштерге арналған сенсорлар жиынтығы

Деңгейді анықтау әдетте нүктелік және үздіксіз технологияларды біріктіреді. Сыйымдылықты немесе қалақшалы ажыратқыштар жинақтаушы бункерлер мен кептіргіш секцияларында жоғары деңгей бойынша блокировка жасайды. Бағытталған толқынды радар (GWR) қор көлемі мен автоматты толтыру логикасына аналогтық мән қажет болғанда үздіксіз деңгейді береді. Нориялар мен конвейерлердегі айналу немесе нөлдік жылдамдық ажыратқыштары сым үзілгенін білік тоқтағандай көрсететін, қалыпты жағдайда тұйық (NC) және ақауға қауіпсіз құрылғылар болуы тиіс. Температура контурларында қыздырылатын аймақтар мен пленум ауасында термопаралар немесе RTD қолданылады; ылғалдылықты өлшеу үшін аналогтық кіріс картасына қосылатын 4–20 mA арнайы сенсор жиі пайдаланылады. Бұл таңдаулардың әрқайсысы әртүрлі I/O модулінің түрін қажет етеді: дискретті DC, термопара, RTD немесе аналогтық ток.

Функция Әдеттегі құрылғы I/O түрі
Жоғары деңгей Сыйымдылықты / қалақшалы DI, ақауға қауіпсіз түрі артықшылықты
Үздіксіз деңгей Бағытталған толқынды радар AI 4–20 mA
Қозғалысты растау Нөлдік жылдамдық / айналу NC DI
Температура TC немесе RTD TC/RTD модулі
Ылғалдылық Ылғалдылық таратқышы AI 4–20 mA
Қозғалтқыш күйі Қосалқы контакт + OL + жылдамдық DI (+ жылдамдық болса AI)

Қозғалтқыштарға бір ғана іске қосу пәрмені жеткіліксіз. Контактордың қосалқы кері байланысына, артық жүктеме ажыратылуына және ағынды растау қажет болғанда нөлдік жылдамдыққа немесе энкодер арқылы анықталатын қозғалысқа арналған дискретті кірістерді жоспарлаңыз. Егер VFD қолданылса, жылдамдық кері байланысы дискретті шектер, аналогтық шығыстар немесе желілік күй арқылы берілетінін анықтап, осы нүктелерді нақты есептеңіз.

Дискретті шығыс кернеуі және қосалқы сыйымдылық

Астық өңдеу нысандарында контактор катушкалары жиі 120 V AC болады, өйткені бұл кернеу қолданыстағы қозғалтқыштарды басқару орталықтарына сәйкес келеді. Аралық релелер PLC-ге 120 V AC шығыс карталарын немесе реле катушкаларын басқаратын 24 V DC шығыстарын қолдануға мүмкіндік береді. 24 V DC шығыстары панельді стандарттауды жеңілдетіп, PLC шкафтары ішіндегі электр тогының соғу қаупін азайтады, бірақ реле таңдауды және басу тізбектерін қажет етеді. Бұл таңдауды әр зауыт стандарты бойынша бір рет құжаттаңыз және бір терминалдық қатарда катушка кернеулерін кездейсоқ араластырмаңыз.

Алғашқы нақты есептен кейін I/O сыйымдылығының он бес-жиырма пайызы мөлшерінде қосалқы қор қалдыру — практикалық ереже. Қосалқы арналар тек дискретті сөрелерде емес, нақты қолданылатын әр модуль түрінде болуы керек, өйткені барлық аналогтық арна бос болмаса, кейін қосылған ылғалдылық контурының пайдасы жоқ. Кептіргіш секциялары қосылған жағдайда кеңейту үшін бос слоттар немесе шассидің резервтік сыйымдылығын қалдырыңыз.

Астық кептіргішін автоматтандыруға арналған PLC I/O және сенсорларды өлшемдеу — 2-сурет Кептіргіш аймақтарына арналған HMI беттері тек технологиялық мәндерді емес, сенсорлардың күйін де көрсетуі керек, сонда операторлар шаңнан болған ақауларды технологиялық ажыратулардан ажырата алады.

HMI және процедуралық өлшемдеу қадамдары

HMI жоспарлауы I/O бағалауына кіреді, өйткені әрбір аналогтық және маңызды дискретті нүктеге дабыл, тренд және бірінші себепті көрсету қажет. Кептіргіш операторларына аймақтардың түсінікті шолуы керек: кіріс ылғалдылығы, шығыс ылғалдылығы, пленум температурасы, желдеткіштің жұмысын растау және бункердегі жоғары деңгей күйі. Сенсор ақауының биттерін технологиялық блокировкалардан бөлек көрсететін беттер жасаңыз, сонда істен шыққан GWR бос бункер ретінде көрінбейді.

  1. Механикалық жабдықты тізімдеп, жоғарыдағы кестеге сәйкес сенсорлық функцияларды белгілеңіз.
  2. Аймақ жіктемесін қолданып, соған сәйкес DIP, IS немесе NI құрылғыларын таңдаңыз.
  3. DI/DO/AI/AO/TC/RTD арналарын есептеп, әр түрге 15–20% қосалқы қор қосыңыз.
  4. DO кернеу стратегиясын таңдаңыз (120 V AC тікелей немесе аралық релелері бар 24 V DC).
  5. Қауіпсіздік үшін маңызды әр сенсорға HMI тегтерін, трендтерді және бірінші себеп дабылдарын белгілеңіз.

I/O есебі және шаңды аймақтағы сенсор аудиті

Жиі кездесетін қателерге тек қозғалтқыштарды санап, деңгей мен ылғалдылықтың аналогтық сигналдарын ұмыту, ашық кабельдерді жасыратын N.O. нөлдік жылдамдық ажыратқыштарын қолдану, Class II шаң аймақтарына тиісті санаты жоқ сенсорларды орнату және аналогтық арналардың қосалқы сыйымдылығын қарастырмау жатады. Тағы бір жиі жіберілетін қате — 4–20 mA ылғалдылық және GWR тізбектеріндегі экранды жерге қосуды елемеу. Бұл операторлар айналып өтетін жалған ажыратуларға әкеледі.

Жүйелі есеп, қауіпті орындарға арналған құрылғыларды дұрыс таңдау және қосалқы сыйымдылық егін жинау маусымындағы кеңейтулерге төтеп беретін кептіргіш басқару жүйесін қалыптастырады. PLC платформасын стандарттаңыз және үйлесімді PLC I/O және контроллер модульдерін қоймада ұстаңыз, сонда егін жинау кезіндегі тоқтап қалу уақыты әртүрлі өндірушілердің балама жеткізілімін күтумен емес, сағатпен өлшенеді.

Автор туралы

Mark Townsend | Аға автоматтандыру инженері – Allen-Bradley жүйелері

Mark Townsend — ControlLogix, CompactLogix және бұрынғы SLC-500 платформаларын қамтитын Allen-Bradley жүйелерінде 18 жылдан астам тәжірибесі бар аға автоматтандыру инженері. Оның күнделікті жұмысы — ескірген және аралас жүйелерде RSLogix / Studio 5000 логикасын әзірлеу және FactoryTalk View HMI жүйесін іске қосу.

Астық кептіргішін автоматтандыруға арналған PLC енгізу-шығару модульдері мен датчиктерін таңдау

Астық кептіргіші мен сақтау бункерін автоматтандыруға арналған PLC I/O жобалауы: дискретті/аналогтық I/O санын есептеу, Class II Div 1/2 санатындағы датчиктерді таңдау, контакторларды сымдау және H...

Астық кептіргішін автоматтандыру сусымалы материалдарды өңдеу, жану немесе қыздырылған ауа ағынын басқару және жанғыш шаң бар ортадағы электр қондырғылары талаптарының тоғысында орналасады. Орта өлшемді кептіргіш пен тасымалдау желісінде бункер деңгейін, температураны, ылғалдылықты, айналу мониторларын, қозғалтқыш кері байланысын, шибер жетектерін және оператор құрылғыларын есептегенде, әдетте сексеннен екі жүзге дейін PLC енгізу/шығару нүктесі болады. I/O бюджетін тым аз жоспарлау панельге кеш өзгерістер енгізуге мәжбүр етеді; ал сенсорлар философиясынсыз артық жоспарлау қаражатты ысырап етіп, қауіпті аймақтардағы олқылықтарды бәрібір жоймайды. Бұл мақала NFPA 61 және NEC орнату қағидаларына сәйкес Class II Division 1 немесе Division 2 Group G шаң қаупі жағдайында I/O мен сенсорларды өлшемдеудің практикалық әдісін сипаттайды.

Астық кептіргішін автоматтандыруға арналған PLC I/O және сенсорларды өлшемдеу — 1-сурет Астық кептіргішінің басқару панельдері дәл I/O есептеуді шаңға сәйкес сенсорлармен және қорғау әдістерімен үйлестіруі керек.

Қорғау әдістеріне әдетте шаң тұтануына төзімді (DIP) корпустар, энергиясы төмен сенсорларға арналған ұшқынға қауіпсіз (IS) тосқауылдар және Division санаты рұқсат ететін жерлердегі тұтанбайтын (NI) тізбектер жатады. PLC платформасының өзі әдетте таза немесе жалпы мақсаттағы электр бөлмесінде орналасады, ал далалық құрылғылар мен жергілікті басқару станциялары тиісті Division санатына сай болуы керек. Аймақтың жіктеу сызбасын тексермей, шаңды мезонинде стандартты 24 V DC жақындау сенсорын қолдануға болады деп ешқашан болжамаңыз.

Кептіргіштерге арналған сенсорлар жиынтығы

Деңгейді анықтау әдетте нүктелік және үздіксіз технологияларды біріктіреді. Сыйымдылықты немесе қалақшалы ажыратқыштар жинақтаушы бункерлер мен кептіргіш секцияларында жоғары деңгей бойынша блокировка жасайды. Бағытталған толқынды радар (GWR) қор көлемі мен автоматты толтыру логикасына аналогтық мән қажет болғанда үздіксіз деңгейді береді. Нориялар мен конвейерлердегі айналу немесе нөлдік жылдамдық ажыратқыштары сым үзілгенін білік тоқтағандай көрсететін, қалыпты жағдайда тұйық (NC) және ақауға қауіпсіз құрылғылар болуы тиіс. Температура контурларында қыздырылатын аймақтар мен пленум ауасында термопаралар немесе RTD қолданылады; ылғалдылықты өлшеу үшін аналогтық кіріс картасына қосылатын 4–20 mA арнайы сенсор жиі пайдаланылады. Бұл таңдаулардың әрқайсысы әртүрлі I/O модулінің түрін қажет етеді: дискретті DC, термопара, RTD немесе аналогтық ток.

Функция Әдеттегі құрылғы I/O түрі
Жоғары деңгей Сыйымдылықты / қалақшалы DI, ақауға қауіпсіз түрі артықшылықты
Үздіксіз деңгей Бағытталған толқынды радар AI 4–20 mA
Қозғалысты растау Нөлдік жылдамдық / айналу NC DI
Температура TC немесе RTD TC/RTD модулі
Ылғалдылық Ылғалдылық таратқышы AI 4–20 mA
Қозғалтқыш күйі Қосалқы контакт + OL + жылдамдық DI (+ жылдамдық болса AI)

Қозғалтқыштарға бір ғана іске қосу пәрмені жеткіліксіз. Контактордың қосалқы кері байланысына, артық жүктеме ажыратылуына және ағынды растау қажет болғанда нөлдік жылдамдыққа немесе энкодер арқылы анықталатын қозғалысқа арналған дискретті кірістерді жоспарлаңыз. Егер VFD қолданылса, жылдамдық кері байланысы дискретті шектер, аналогтық шығыстар немесе желілік күй арқылы берілетінін анықтап, осы нүктелерді нақты есептеңіз.

Дискретті шығыс кернеуі және қосалқы сыйымдылық

Астық өңдеу нысандарында контактор катушкалары жиі 120 V AC болады, өйткені бұл кернеу қолданыстағы қозғалтқыштарды басқару орталықтарына сәйкес келеді. Аралық релелер PLC-ге 120 V AC шығыс карталарын немесе реле катушкаларын басқаратын 24 V DC шығыстарын қолдануға мүмкіндік береді. 24 V DC шығыстары панельді стандарттауды жеңілдетіп, PLC шкафтары ішіндегі электр тогының соғу қаупін азайтады, бірақ реле таңдауды және басу тізбектерін қажет етеді. Бұл таңдауды әр зауыт стандарты бойынша бір рет құжаттаңыз және бір терминалдық қатарда катушка кернеулерін кездейсоқ араластырмаңыз.

Алғашқы нақты есептен кейін I/O сыйымдылығының он бес-жиырма пайызы мөлшерінде қосалқы қор қалдыру — практикалық ереже. Қосалқы арналар тек дискретті сөрелерде емес, нақты қолданылатын әр модуль түрінде болуы керек, өйткені барлық аналогтық арна бос болмаса, кейін қосылған ылғалдылық контурының пайдасы жоқ. Кептіргіш секциялары қосылған жағдайда кеңейту үшін бос слоттар немесе шассидің резервтік сыйымдылығын қалдырыңыз.

Астық кептіргішін автоматтандыруға арналған PLC I/O және сенсорларды өлшемдеу — 2-сурет Кептіргіш аймақтарына арналған HMI беттері тек технологиялық мәндерді емес, сенсорлардың күйін де көрсетуі керек, сонда операторлар шаңнан болған ақауларды технологиялық ажыратулардан ажырата алады.

HMI және процедуралық өлшемдеу қадамдары

HMI жоспарлауы I/O бағалауына кіреді, өйткені әрбір аналогтық және маңызды дискретті нүктеге дабыл, тренд және бірінші себепті көрсету қажет. Кептіргіш операторларына аймақтардың түсінікті шолуы керек: кіріс ылғалдылығы, шығыс ылғалдылығы, пленум температурасы, желдеткіштің жұмысын растау және бункердегі жоғары деңгей күйі. Сенсор ақауының биттерін технологиялық блокировкалардан бөлек көрсететін беттер жасаңыз, сонда істен шыққан GWR бос бункер ретінде көрінбейді.

  1. Механикалық жабдықты тізімдеп, жоғарыдағы кестеге сәйкес сенсорлық функцияларды белгілеңіз.
  2. Аймақ жіктемесін қолданып, соған сәйкес DIP, IS немесе NI құрылғыларын таңдаңыз.
  3. DI/DO/AI/AO/TC/RTD арналарын есептеп, әр түрге 15–20% қосалқы қор қосыңыз.
  4. DO кернеу стратегиясын таңдаңыз (120 V AC тікелей немесе аралық релелері бар 24 V DC).
  5. Қауіпсіздік үшін маңызды әр сенсорға HMI тегтерін, трендтерді және бірінші себеп дабылдарын белгілеңіз.

I/O есебі және шаңды аймақтағы сенсор аудиті

Жиі кездесетін қателерге тек қозғалтқыштарды санап, деңгей мен ылғалдылықтың аналогтық сигналдарын ұмыту, ашық кабельдерді жасыратын N.O. нөлдік жылдамдық ажыратқыштарын қолдану, Class II шаң аймақтарына тиісті санаты жоқ сенсорларды орнату және аналогтық арналардың қосалқы сыйымдылығын қарастырмау жатады. Тағы бір жиі жіберілетін қате — 4–20 mA ылғалдылық және GWR тізбектеріндегі экранды жерге қосуды елемеу. Бұл операторлар айналып өтетін жалған ажыратуларға әкеледі.

Жүйелі есеп, қауіпті орындарға арналған құрылғыларды дұрыс таңдау және қосалқы сыйымдылық егін жинау маусымындағы кеңейтулерге төтеп беретін кептіргіш басқару жүйесін қалыптастырады. PLC платформасын стандарттаңыз және үйлесімді PLC I/O және контроллер модульдерін қоймада ұстаңыз, сонда егін жинау кезіндегі тоқтап қалу уақыты әртүрлі өндірушілердің балама жеткізілімін күтумен емес, сағатпен өлшенеді.

Автор туралы

Mark Townsend | Аға автоматтандыру инженері – Allen-Bradley жүйелері

Mark Townsend — ControlLogix, CompactLogix және бұрынғы SLC-500 платформаларын қамтитын Allen-Bradley жүйелерінде 18 жылдан астам тәжірибесі бар аға автоматтандыру инженері. Оның күнделікті жұмысы — ескірген және аралас жүйелерде RSLogix / Studio 5000 логикасын әзірлеу және FactoryTalk View HMI жүйесін іске қосу.

Leave a comment

Please note, comments need to be approved before they are published.