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

Menentukan Saiz I/O PLC dan Sensor untuk Automasi Pengering Bijirin

Reka bentuk I/O PLC untuk automasi pengering bijirin dan silo penyimpanan: kira I/O diskret/analog, pilih penderia Kelas II Div 1/2, sambungkan kontaktor dan...

Automasi pengering bijirin terletak di persilangan pengendalian bahan pukal, kawalan pembakaran atau udara panas, dan amalan elektrik bagi habuk mudah terbakar. Pengering bersaiz sederhana dan rangkaian pengendalian lazimnya memerlukan sekitar lapan puluh hingga dua ratus titik I/O PLC setelah mengambil kira aras bin, suhu, kelembapan, pemantau putaran, maklum balas motor, penggerak peredam dan peranti operator. Anggaran I/O yang terlalu kecil memaksa perubahan panel pada saat akhir; anggaran yang terlalu besar tanpa falsafah penderia membazirkan wang dan masih meninggalkan jurang bagi lokasi berbahaya. Artikel ini menggariskan kaedah praktikal untuk menentukan saiz I/O dan penderia yang sejajar dengan kebimbangan habuk Kelas II Divisyen 1 atau Divisyen 2 Kumpulan G di bawah NFPA 61 dan peraturan pemasangan NEC.

Menentukan Saiz I/O PLC dan Penderia untuk Automasi Pengering Bijirin — rajah 1 Panel kawalan pengering bijirin mesti menggabungkan pengiraan I/O yang tepat dengan kaedah penderiaan dan perlindungan yang sesuai untuk habuk.

Kaedah perlindungan lazimnya merangkumi kepungan kalis nyalaan habuk (DIP), pengadang keselamatan intrinsik (IS) untuk penderia berkuasa rendah, dan litar tidak mudah mencetuskan nyalaan (NI) apabila penarafan Divisyen membenarkannya. Platform PLC itu sendiri biasanya ditempatkan di dalam bilik elektrik yang bersih atau untuk kegunaan umum, manakala peranti medan dan stesen kawalan setempat mempunyai penarafan Divisyen. Jangan sekali-kali menganggap penderia kedekatan 24 V DC standard sesuai digunakan di mezanin berhabuk tanpa menyemak lukisan pengelasan kawasan.

Kit penderia untuk pengering

Pengesanan aras lazimnya menggabungkan teknologi titik dan berterusan. Suis kapasitans atau dayung memberikan interlok aras tinggi pada bin lonjakan dan bahagian pengering. Radar gelombang berpandu (GWR) membekalkan aras berterusan apabila inventori dan logik pengisian automatik memerlukan nilai analog. Suis putaran atau kelajuan sifar pada kaki dan penghantar hendaklah merupakan peranti biasanya tertutup yang gagal selamat supaya wayar putus ditafsirkan sebagai aci berhenti. Gelung suhu menggunakan termogandingan atau RTD di zon dipanaskan dan udara plenum; pengukuran kelembapan lazimnya menggunakan penderia khusus 4–20 mA yang disambungkan kepada kad input analog. Setiap pilihan ini menentukan jenis modul I/O yang berbeza: DC diskret, termogandingan, RTD atau arus analog.

Fungsi Peranti lazim Jenis I/O
Aras tinggi Kapasitans / dayung DI, gagal selamat diutamakan
Aras berterusan Radar gelombang berpandu AI 4–20 mA
Pengesahan gerakan Kelajuan sifar / putaran NC DI
Suhu TC atau RTD Modul TC/RTD
Kelembapan Pemancar kelembapan AI 4–20 mA
Status motor Sesentuh tambahan + OL + kelajuan DI (+ AI jika mengukur kelajuan)

Motor memerlukan lebih daripada satu arahan jalan. Peruntukkan input diskret untuk maklum balas sesentuh tambahan kontaktor, trip beban lampau dan kelajuan sifar atau gerakan yang diperoleh daripada pengekod apabila risiko pencemaran silang atau kebakaran memerlukan pengesahan aliran. Jika VFD digunakan, tentukan sama ada maklum balas kelajuan dihantar melalui ambang diskret, output analog atau status rangkaian—dan kira titik tersebut secara jelas.

Voltan output diskret dan kapasiti simpanan

Gegelung kontaktor lazimnya 120 V AC di kemudahan bijirin kerana voltan itu sepadan dengan pusat kawalan motor sedia ada. Geganti perantara kemudiannya membolehkan PLC menggunakan sama ada kad output 120 V AC atau output 24 V DC yang memacu gegelung geganti. Output 24 V DC memudahkan penyeragaman panel dan mengurangkan bahaya renjatan di dalam kabinet PLC, tetapi memerlukan pemilihan geganti dan penindasan. Dokumentasikan pilihan tersebut sekali bagi setiap piawaian loji dan jangan mencampurkan voltan gegelung secara sembarangan pada jalur terminal yang sama.

Kapasiti I/O simpanan sebanyak lima belas hingga dua puluh peratus ialah peraturan praktikal selepas pengiraan awal yang kukuh. Simpanan hendaklah tersedia pada setiap jenis modul yang benar-benar digunakan—bukan hanya pada rak diskret—kerana menambah gelung kelembapan pada saat akhir tidak berguna jika semua saluran analog telah digunakan. Tinggalkan slot kosong atau kapasiti casis yang dikhaskan untuk pengembangan apabila bahagian pengering ditambah.

Menentukan Saiz I/O PLC dan Penderia untuk Automasi Pengering Bijirin — rajah 2 Faceplate HMI untuk zon pengering hendaklah memaparkan kesihatan penderia, bukan hanya nilai proses, supaya operator dapat membezakan kerosakan akibat habuk daripada trip proses.

Langkah menentukan saiz HMI dan prosedur

Perancangan HMI perlu dimasukkan dalam anggaran I/O kerana setiap titik analog dan diskret kritikal memerlukan penggera, trend dan paparan punca pertama. Operator pengering bergantung pada gambaran keseluruhan zon yang jelas: kelembapan masuk, kelembapan keluar, suhu plenum, pengesahan kipas dan status aras tinggi bin. Bina faceplate yang membezakan bit kerosakan penderia daripada interlok proses supaya GWR yang gagal tidak kelihatan seperti bin kosong.

  1. Senaraikan peralatan mekanikal dan tetapkan fungsi penderiaan daripada jadual di atas.
  2. Laksanakan pengelasan kawasan dan pilih peranti DIP, IS atau NI yang sewajarnya.
  3. Kira saluran DI/DO/AI/AO/TC/RTD, kemudian tambah 15–20% simpanan bagi setiap jenis.
  4. Pilih strategi voltan DO (120 V AC secara terus berbanding 24 V DC dengan geganti perantara).
  5. Tentukan tag HMI, trend dan penggera punca pertama untuk setiap penderia yang berkaitan dengan keselamatan.

Pengiraan I/O dan audit penderia kawasan berhabuk

Kesilapan lazim termasuk hanya mengira motor dan terlupa input analog aras serta kelembapan, menggunakan suis kelajuan sifar N.O. yang menyembunyikan kabel terbuka, memasang penderia tanpa penarafan di kawasan habuk Kelas II, dan mengabaikan kapasiti analog simpanan. Satu lagi kecuaian yang kerap berlaku ialah tidak membumikan perisai pada litar kelembapan 4–20 mA dan GWR, lalu menghasilkan trip bising yang dinyahaktifkan oleh operator.

Pengiraan yang berdisiplin, pemilihan peranti lokasi berbahaya dan kapasiti simpanan menghasilkan kawalan pengering yang mampu bertahan sepanjang pengembangan musim menuai. Seragamkan platform PLC dan simpan modul I/O dan pengawal PLC yang serasi supaya gangguan musim menuai diukur dalam jam, bukannya menunggu penggantian daripada vendor yang bercampur.

Tentang Penulis

Mark Townsend | Jurutera Automasi Kanan – Sistem Allen-Bradley

Mark Townsend ialah jurutera automasi kanan dengan pengalaman lebih daripada 18 tahun menggunakan platform Allen-Bradley yang merangkumi ControlLogix, CompactLogix dan SLC-500 legasi. Kerja hariannya melibatkan logik RSLogix / Studio 5000 dan pentauliahan HMI FactoryTalk View pada kumpulan sistem lama serta bercampur.

Menentukan Saiz I/O PLC dan Sensor untuk Automasi Pengering Bijirin

Reka bentuk I/O PLC untuk automasi pengering bijirin dan silo penyimpanan: kira I/O diskret/analog, pilih penderia Kelas II Div 1/2, sambungkan kontaktor dan integrasikan HMI.

Automasi pengering bijirin terletak di persilangan pengendalian bahan pukal, kawalan pembakaran atau udara panas, dan amalan elektrik bagi habuk mudah terbakar. Pengering bersaiz sederhana dan rangkaian pengendalian lazimnya memerlukan sekitar lapan puluh hingga dua ratus titik I/O PLC setelah mengambil kira aras bin, suhu, kelembapan, pemantau putaran, maklum balas motor, penggerak peredam dan peranti operator. Anggaran I/O yang terlalu kecil memaksa perubahan panel pada saat akhir; anggaran yang terlalu besar tanpa falsafah penderia membazirkan wang dan masih meninggalkan jurang bagi lokasi berbahaya. Artikel ini menggariskan kaedah praktikal untuk menentukan saiz I/O dan penderia yang sejajar dengan kebimbangan habuk Kelas II Divisyen 1 atau Divisyen 2 Kumpulan G di bawah NFPA 61 dan peraturan pemasangan NEC.

Menentukan Saiz I/O PLC dan Penderia untuk Automasi Pengering Bijirin — rajah 1 Panel kawalan pengering bijirin mesti menggabungkan pengiraan I/O yang tepat dengan kaedah penderiaan dan perlindungan yang sesuai untuk habuk.

Kaedah perlindungan lazimnya merangkumi kepungan kalis nyalaan habuk (DIP), pengadang keselamatan intrinsik (IS) untuk penderia berkuasa rendah, dan litar tidak mudah mencetuskan nyalaan (NI) apabila penarafan Divisyen membenarkannya. Platform PLC itu sendiri biasanya ditempatkan di dalam bilik elektrik yang bersih atau untuk kegunaan umum, manakala peranti medan dan stesen kawalan setempat mempunyai penarafan Divisyen. Jangan sekali-kali menganggap penderia kedekatan 24 V DC standard sesuai digunakan di mezanin berhabuk tanpa menyemak lukisan pengelasan kawasan.

Kit penderia untuk pengering

Pengesanan aras lazimnya menggabungkan teknologi titik dan berterusan. Suis kapasitans atau dayung memberikan interlok aras tinggi pada bin lonjakan dan bahagian pengering. Radar gelombang berpandu (GWR) membekalkan aras berterusan apabila inventori dan logik pengisian automatik memerlukan nilai analog. Suis putaran atau kelajuan sifar pada kaki dan penghantar hendaklah merupakan peranti biasanya tertutup yang gagal selamat supaya wayar putus ditafsirkan sebagai aci berhenti. Gelung suhu menggunakan termogandingan atau RTD di zon dipanaskan dan udara plenum; pengukuran kelembapan lazimnya menggunakan penderia khusus 4–20 mA yang disambungkan kepada kad input analog. Setiap pilihan ini menentukan jenis modul I/O yang berbeza: DC diskret, termogandingan, RTD atau arus analog.

Fungsi Peranti lazim Jenis I/O
Aras tinggi Kapasitans / dayung DI, gagal selamat diutamakan
Aras berterusan Radar gelombang berpandu AI 4–20 mA
Pengesahan gerakan Kelajuan sifar / putaran NC DI
Suhu TC atau RTD Modul TC/RTD
Kelembapan Pemancar kelembapan AI 4–20 mA
Status motor Sesentuh tambahan + OL + kelajuan DI (+ AI jika mengukur kelajuan)

Motor memerlukan lebih daripada satu arahan jalan. Peruntukkan input diskret untuk maklum balas sesentuh tambahan kontaktor, trip beban lampau dan kelajuan sifar atau gerakan yang diperoleh daripada pengekod apabila risiko pencemaran silang atau kebakaran memerlukan pengesahan aliran. Jika VFD digunakan, tentukan sama ada maklum balas kelajuan dihantar melalui ambang diskret, output analog atau status rangkaian—dan kira titik tersebut secara jelas.

Voltan output diskret dan kapasiti simpanan

Gegelung kontaktor lazimnya 120 V AC di kemudahan bijirin kerana voltan itu sepadan dengan pusat kawalan motor sedia ada. Geganti perantara kemudiannya membolehkan PLC menggunakan sama ada kad output 120 V AC atau output 24 V DC yang memacu gegelung geganti. Output 24 V DC memudahkan penyeragaman panel dan mengurangkan bahaya renjatan di dalam kabinet PLC, tetapi memerlukan pemilihan geganti dan penindasan. Dokumentasikan pilihan tersebut sekali bagi setiap piawaian loji dan jangan mencampurkan voltan gegelung secara sembarangan pada jalur terminal yang sama.

Kapasiti I/O simpanan sebanyak lima belas hingga dua puluh peratus ialah peraturan praktikal selepas pengiraan awal yang kukuh. Simpanan hendaklah tersedia pada setiap jenis modul yang benar-benar digunakan—bukan hanya pada rak diskret—kerana menambah gelung kelembapan pada saat akhir tidak berguna jika semua saluran analog telah digunakan. Tinggalkan slot kosong atau kapasiti casis yang dikhaskan untuk pengembangan apabila bahagian pengering ditambah.

Menentukan Saiz I/O PLC dan Penderia untuk Automasi Pengering Bijirin — rajah 2 Faceplate HMI untuk zon pengering hendaklah memaparkan kesihatan penderia, bukan hanya nilai proses, supaya operator dapat membezakan kerosakan akibat habuk daripada trip proses.

Langkah menentukan saiz HMI dan prosedur

Perancangan HMI perlu dimasukkan dalam anggaran I/O kerana setiap titik analog dan diskret kritikal memerlukan penggera, trend dan paparan punca pertama. Operator pengering bergantung pada gambaran keseluruhan zon yang jelas: kelembapan masuk, kelembapan keluar, suhu plenum, pengesahan kipas dan status aras tinggi bin. Bina faceplate yang membezakan bit kerosakan penderia daripada interlok proses supaya GWR yang gagal tidak kelihatan seperti bin kosong.

  1. Senaraikan peralatan mekanikal dan tetapkan fungsi penderiaan daripada jadual di atas.
  2. Laksanakan pengelasan kawasan dan pilih peranti DIP, IS atau NI yang sewajarnya.
  3. Kira saluran DI/DO/AI/AO/TC/RTD, kemudian tambah 15–20% simpanan bagi setiap jenis.
  4. Pilih strategi voltan DO (120 V AC secara terus berbanding 24 V DC dengan geganti perantara).
  5. Tentukan tag HMI, trend dan penggera punca pertama untuk setiap penderia yang berkaitan dengan keselamatan.

Pengiraan I/O dan audit penderia kawasan berhabuk

Kesilapan lazim termasuk hanya mengira motor dan terlupa input analog aras serta kelembapan, menggunakan suis kelajuan sifar N.O. yang menyembunyikan kabel terbuka, memasang penderia tanpa penarafan di kawasan habuk Kelas II, dan mengabaikan kapasiti analog simpanan. Satu lagi kecuaian yang kerap berlaku ialah tidak membumikan perisai pada litar kelembapan 4–20 mA dan GWR, lalu menghasilkan trip bising yang dinyahaktifkan oleh operator.

Pengiraan yang berdisiplin, pemilihan peranti lokasi berbahaya dan kapasiti simpanan menghasilkan kawalan pengering yang mampu bertahan sepanjang pengembangan musim menuai. Seragamkan platform PLC dan simpan modul I/O dan pengawal PLC yang serasi supaya gangguan musim menuai diukur dalam jam, bukannya menunggu penggantian daripada vendor yang bercampur.

Tentang Penulis

Mark Townsend | Jurutera Automasi Kanan – Sistem Allen-Bradley

Mark Townsend ialah jurutera automasi kanan dengan pengalaman lebih daripada 18 tahun menggunakan platform Allen-Bradley yang merangkumi ControlLogix, CompactLogix dan SLC-500 legasi. Kerja hariannya melibatkan logik RSLogix / Studio 5000 dan pentauliahan HMI FactoryTalk View pada kumpulan sistem lama serta bercampur.

Tinggalkan komen

Sila ambil perhatian, komen perlu diluluskan sebelum ia diterbitkan.