การกำหนดขนาด PLC, I/O และเซนเซอร์สำหรับเครื่องอบแห้งเมล็ดพืช

การกำหนดขนาด I/O ของ PLC สำหรับเครื่องอบเมล็ดธัญพืชควรเริ่มจากอันตรายของกระบวนการและลำดับการทำงาน ไม่ใช่การนับจุดแบบมาตรฐาน ประเภทเครื่องอบ ระบบเชื้อเพลิง การไหลของวัสดุ ระบบเก็บฝุ่น อุปกรณ์ลำเลียง กฎระเบียบท้องถิ่น และการจัดประเภทพื้นที่ที่จัดทำเป็นเอกสาร ล้วนเป็นตัวกำหนดว่าต้องตรวจจับอะไรและสามารถติดตั้งวงจรแต่ละวงจรได้อย่างไร วิธีการออกแบบที่นำกลับมาใช้ซ้ำได้ช่วยจัดระเบียบการตัดสินใจเหล่านี้ แต่ไม่สามารถกำหนดการจัดประเภทพื้นที่อันตรายหรือทดแทนผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติเหมาะสมซึ่งรับผิดชอบด้านความปลอดภัยของการเผาไหม้และฝุ่นได้

รายการ I/O ควรจัดทำจากเอกสารกระบวนการ เอกสารเหตุและผล และเอกสารการจัดประเภทพื้นที่ที่ได้รับอนุมัติ

กำหนดขอบเขตด้านความปลอดภัยก่อน

มาตรฐานการจัดการเมล็ดธัญพืชของ OSHA 29 CFR 1910.272 ครอบคลุมเพลิงไหม้ การระเบิด และอันตรายอื่น ๆ ในสถานประกอบการเมล็ดธัญพืชที่อยู่ภายใต้ข้อกำหนด มาตรฐานนี้รวมถึงการวางแผนฉุกเฉิน การฝึกอบรมพนักงาน การดูแลความสะอาด การควบคุมงานที่ก่อให้เกิดความร้อน และการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน ระบบอัตโนมัติช่วยสนับสนุนโครงการเหล่านี้ได้ แต่ PLC ทั่วไปเพียงอย่างเดียวไม่ได้ทำให้หัวเผา ปุ่มหยุดฉุกเฉิน หรือการติดตั้งในพื้นที่ที่มีฝุ่นติดไฟปลอดภัย

อย่าติดป้ายให้ทุกตำแหน่งของเครื่องอบเป็น Class II, Division 1 หรือ Division 2 และอย่าสรุปกลุ่มฝุ่นจากชื่อสินค้าเพียงอย่างเดียว ทีมผู้เชี่ยวชาญต้องจัดทำเอกสารระบุว่าฝุ่นติดไฟอาจปรากฏอยู่ที่ใด สามารถฟุ้งแขวนลอยในความเข้มข้นที่เป็นอันตรายได้หรือไม่ คุณสมบัติของวัสดุที่เกี่ยวข้อง แหล่งกำเนิดประกายไฟ การระบายอากาศหรือการอัดความดัน ตลอดจนหน่วยงานผู้มีอำนาจกำกับดูแล อุปกรณ์เซนเซอร์ ตู้หุ้ม วิธีเดินสาย แบริเออร์ เคเบิลแกลนด์ และแนวทางการบำรุงรักษาที่เลือกใช้ต้องสอดคล้องกับพื้นที่ที่จัดทำเป็นเอกสารดังกล่าว

แยกระบบควบคุมกระบวนการพื้นฐานออกจากฟังก์ชันป้องกันอิสระ การจัดการหัวเผา การตรวจสอบเปลวไฟ การตัดเชื้อเพลิง การหยุดฉุกเฉิน และฟังก์ชันเครื่องมือวัดเพื่อความปลอดภัยที่นำมาใช้ในการลดความเสี่ยง ต้องมีมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง อุปกรณ์ที่ได้รับอนุมัติ การตรวจรับรอง และกลยุทธ์การทดสอบพิสูจน์ของตนเอง สัญญาณแสดงสถานะใน PLC ทั่วไปอาจสะท้อนสถานะเหล่านี้ให้ผู้ปฏิบัติงานเห็นได้ แต่ไม่ควรนำไปแทนที่ระบบป้องกันที่กำหนดไว้โดยปริยาย

จัดทำรายการ I/O จากสถานะการทำงาน

กำหนดทุกสถานะตั้งแต่การเริ่มต้นขณะว่างเปล่า การเติมวัสดุ การอุ่นเครื่อง การอบแห้ง การทำให้เย็น การถ่ายออก การหยุดตามปกติ การหยุดฉุกเฉิน ไปจนถึงการกู้คืนหลังไฟฟ้าดับ สำหรับการเปลี่ยนสถานะแต่ละครั้ง ให้เขียนเงื่อนไขอนุญาต คำสั่ง สัญญาณตอบกลับ ขีดจำกัดเวลา สัญญาณเตือน และการตอบสนองที่ปลอดภัย แปลงเอกสารเหตุและผลดังกล่าวเป็นรายการสัญญาณหลังจากเจ้าของระบบเครื่องกลและกระบวนการอนุมัติแล้วเท่านั้น

ฟังก์ชันทั่วไปที่ควรประเมิน ได้แก่ สายพานลำเลียงขาเข้าและขาออก เครื่องลำเลียงกระพ้อลำเลียง พัดลม แดมเปอร์ เครื่องทำความร้อนหรือหัวเผา ลูกกลิ้งป้อน วาล์วประตูถัง ระบบเก็บฝุ่น และระบบทำความเย็นเสริม มอเตอร์แต่ละตัวอาจต้องมีคำสั่ง สถานะพร้อม สัญญาณตอบกลับว่ากำลังทำงาน สัญญาณโอเวอร์โหลดหรือไดรฟ์ขัดข้อง และการยืนยันการเคลื่อนไหวหรือการไหลของอากาศโดยอิสระเมื่อการวิเคราะห์ความเสี่ยงกำหนด สัญญาณเอาต์พุตที่สั่งงานไม่ใช่หลักฐานว่ามีการเคลื่อนที่ของวัสดุหรือการไหลของอากาศ

เลือกการวัดตามการตัดสินใจที่ต้องสนับสนุน

อาจต้องมีจุดวัดอุณหภูมิในห้องลม โซนอบแห้ง ทางออกไอเสีย กระแสเมล็ดธัญพืช แบริ่ง หรือบริเวณอื่นของอุปกรณ์ เลือก RTD เทอร์โมคัปเปิล หรือทรานสมิตเตอร์ตามช่วงการวัด การตอบสนอง ความแม่นยำ วิธีติดตั้ง ระยะสาย และความสะดวกในการบำรุงรักษา กำหนดวิธีตรวจจับเซนเซอร์ขาด วงจรลัด ค่าอยู่นอกช่วง หรืออัตราการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สมเหตุสมผล ค่าที่แสดงโดยไม่มีสถานะคุณภาพสัญญาณไม่ใช้อินพุตควบคุมที่เชื่อถือได้

อาจอนุมานการไหลของอากาศจากความดันแตกต่าง ความเร็วพัดลม ตำแหน่งแดมเปอร์ กระแสมอเตอร์ หรืออุปกรณ์วัดการไหลโดยตรง สัญญาณเพียงอย่างเดียวไม่สามารถยืนยันโหมดความขัดข้องทั้งหมดได้ หน้าสัมผัสช่วยของพัดลมอาจอยู่ในสถานะจริงทั้งที่สายพานขาด และความดันอาจได้รับผลกระทบจากตัวกรองอุดตันหรือแดมเปอร์ปิด ควรเลือกชุดสัญญาณที่ตรวจจับอันตรายตามที่ระบุในการทบทวนกระบวนการ

การวัดระดับ ความชื้น การเคลื่อนที่ของสายพานลำเลียง และการไหลของเมล็ดธัญพืชก็ต้องมีวัตถุประสงค์ที่ชัดเจนเช่นกัน สวิตช์ระดับสูงที่ใช้ป้องกันการเติมล้นมีข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือและการทดสอบแตกต่างจากสัญญาณระดับต่อเนื่องที่ใช้เพียงเพื่อจัดการสินค้าคงคลัง ระบบวัดความชื้นออนไลน์อาจช่วยควบคุมการถ่ายออกหรืออุณหภูมิได้ แต่ต้องจัดทำเอกสารเกี่ยวกับตำแหน่งเก็บตัวอย่าง การสอบเทียบ ความขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ เวลาหน่วง และการตอบสนองเมื่อขัดข้องก่อนนำไปใช้ในวงจรควบคุมปิด

นับช่องสัญญาณ ระบบวินิจฉัย และอินเทอร์เฟซ

จัดทำหนึ่งแถวต่อหนึ่งสัญญาณ โดยระบุแท็กอุปกรณ์ คำอธิบาย ประเภท I/O สถานะปกติ สถานะเมื่อมีพลังงาน แรงดันหรือมาตรฐานสัญญาณ การแยกวงจร ข้อกำหนดพื้นที่อันตราย สายเคเบิล ขั้วต่อ ช่องของโมดูล สัญญาณเตือน การดำเนินการตัดการทำงาน และการทดสอบระหว่างเริ่มใช้งาน รวมถึงอินพุตแบบเดินสายตรงจากระบบป้องกันและ MCC ข้อมูลไดรฟ์ผ่านเครือข่าย สถานีผู้ปฏิบัติงานภายในพื้นที่ สัญญาณตอบกลับของวาล์วหรือแดมเปอร์ และสถานะบายพาสเพื่อการบำรุงรักษา

อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเครือข่ายไม่ได้ทำให้จุดวิศวกรรมหมดไป กำหนดว่าค่าใดเป็นข้อมูลแบบรอบเวลา ค่าใดเป็นข้อมูลวินิจฉัย รวมถึงข้อกำหนดด้านการอัปเดตและหมดเวลา และสถานะที่ปลอดภัยเมื่อการสื่อสารขัดข้อง สัญญาณตอบกลับที่สำคัญอาจยังต้องใช้หน้าสัมผัสที่เดินสายแยก หากการประเมินความเสี่ยงหรือมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกำหนดให้ต้องเป็นอิสระ

เพิ่มความจุสำรองตามการเปลี่ยนแปลงที่มีความเป็นไปได้จริงและการรองรับตลอดอายุการใช้งาน ไม่ใช่ใช้เปอร์เซ็นต์สากลเพียงค่าเดียว สำรองประเภทโมดูลและพื้นที่ขั้วต่อที่มีแนวโน้มจำเป็นต้องใช้ ช่องดิจิทัลที่ไม่ได้ใช้งานหนึ่งช่องไม่มีประโยชน์ หากการเปลี่ยนแปลงในอนาคตต้องใช้ช่องอินพุตแอนะล็อกแบบแยกวงจร ตรวจสอบโหลดแหล่งจ่ายไฟ ขีดจำกัดแบ็กเพลนหรือโหนด ความร้อนในตู้ ความจุเครือข่าย จำนวนขั้วต่อที่ว่าง และพื้นที่ทางกายภาพร่วมกัน

หน้าจอผู้ปฏิบัติงานควรแยกทริปของกระบวนการ ความขัดข้องของอุปกรณ์ การบายพาส และข้อมูลล้าสมัยออกจากกัน แทนที่จะแสดงความขัดข้องทุกประเภทเป็นสัญญาณเตือนเดียว

ออกแบบเอาต์พุตและอินเทอร์เฟซไฟฟ้าอย่างรอบคอบ

เลือกแรงดันเอาต์พุตและอุปกรณ์คั่นกลางตามมาตรฐานไฟฟ้าของโรงงานที่ได้รับอนุมัติและโหลดที่เชื่อมต่อ ตรวจสอบกระแสคงที่ กระแสกระชาก กระแสรั่ว การลดทอนแรงดันเหนี่ยวนำ พิกัดหน้าสัมผัส การแยกวงจร การประสานงานของฟิวส์ และผลที่เกิดจากเอาต์พุตเชื่อมติดหรือรีเลย์ขัดข้อง อย่าผสมแรงดันต่างชนิดบนขั้วต่อหรือโมดูล เว้นแต่ฮาร์ดแวร์ ระยะห่าง การติดฉลาก และขั้นตอนปฏิบัติจะอนุญาตไว้อย่างชัดเจน

กำหนดสถานะเมื่อไม่มีพลังงานและเมื่อสูญเสียการสื่อสารสำหรับแอคชูเอเตอร์แต่ละตัว วาล์วเชื้อเพลิงที่ปิดอาจเป็นผลลัพธ์ที่ปลอดภัย ขณะที่แดมเปอร์หรือพัดลมทำความเย็นอาจต้องใช้ลำดับการทำงานที่แตกต่างกัน โปรแกรม PLC ต้องไม่เริ่มการเคลื่อนที่หรือการเผาไหม้ที่เป็นอันตรายโดยอัตโนมัติหลังไฟฟ้ากลับมา โดยไม่ผ่านการตรวจสอบที่จำเป็นและการอนุญาตโดยเจตนา

ทำให้ระบบวินิจฉัยนำไปใช้ได้จริง

HMI ควรแสดงคำสั่ง สัญญาณตอบกลับ ห่วงโซ่เงื่อนไขอนุญาต สาเหตุแรกที่ทำให้หยุด สถานะคุณภาพสัญญาณ สถานะบายพาส และเงื่อนไขการรีเซ็ตสำหรับอุปกรณ์สำคัญ บันทึกแนวโน้มค่ากระบวนการพร้อมบริบทที่เพียงพอสำหรับตรวจสอบสาเหตุของทริป แต่อย่าปล่อยให้แนวโน้มหรือการหน่วงสัญญาณเตือนกลายเป็นชั้นป้องกันเพียงชั้นเดียว ควรทบทวนลำดับความสำคัญของสัญญาณเตือนและการตอบสนองของผู้ปฏิบัติงานร่วมกับฝ่ายปฏิบัติการ ก่อนที่แรงกดดันในฤดูเก็บเกี่ยวจะทดสอบการออกแบบ

ข้อมูลการบำรุงรักษาเชิงป้องกันมีคุณค่าทางวิศวกรรมเมื่อช่วยระบุแบริ่งร้อน สายพานลื่น โอเวอร์โหลดซ้ำ ช่องวัดอุณหภูมิที่ค่าค่อย ๆ เบี่ยงเบน การไหลของอากาศถูกปิดกั้น หรืออุปกรณ์ที่ถูกบายพาสบ่อยครั้ง ข้อมูลนี้ควรสนับสนุนการตรวจสอบและแก้ไข ไม่ใช่ทำให้สภาพที่เสื่อมโทรมกลายเป็นเรื่องปกติ

ทดสอบการเริ่มใช้งานด้วยการจำลองความขัดข้อง

ทดสอบทุกช่องสัญญาณตั้งแต่อุปกรณ์ภาคสนามไปจนถึงการแสดงผลหรือการดำเนินการปลายทาง จำลองวงจรขาดและวงจรลัดเมื่อปลอดภัย ค่าสัญญาณแอนะล็อกอยู่นอกช่วง สัญญาณตอบกลับค้าง การสื่อสารเครือข่ายขัดข้อง การสูญเสียไฟเลี้ยง I/O ความขัดข้องของการยืนยันการทำงานของพัดลมหรือสายพานลำเลียง และการหยุดระบบฉุกเฉิน ยืนยันการบันทึกสาเหตุแรก ลำดับการทำงานที่ปลอดภัย ข้อความสัญญาณเตือน กฎการรีเซ็ต และพฤติกรรมหลังไฟฟ้ากลับมา

บันทึกรายการจุดสัญญาณฉบับสุดท้าย หลักเกณฑ์การจัดประเภทพื้นที่ การรับรองอุปกรณ์ ข้อมูลการสอบเทียบ เอกสารเหตุและผล ผลการทดสอบ และแบบก่อสร้างจริง ตรวจสอบ ระบบ PLC และ PAC สำหรับตัวเลือกคอนโทรลเลอร์และ I/O และ คอลเลกชันอุปกรณ์ไฟฟ้าและจ่ายไฟ สำหรับฮาร์ดแวร์ประกอบตู้ แผนผัง I/O ที่ถูกต้องคือแผนผังที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ถึงฟังก์ชันที่ได้รับอนุมัติและการตอบสนองต่อความขัดข้องที่ผ่านการยืนยันแล้ว ไม่ใช่ตัวเลขที่คัดลอกจากเครื่องอบเครื่องอื่น