Неліктен дәстүрлі діріл мониторингі қажетсіз кешіктіруді қосады
Көптеген компрессор орнатуларында сенсор мен PLC арасында арнайы монитор орнатылады. Бұл құрылғы сигналды өңдеп, релелік шығыстарды қамтамасыз етеді. PLC монитор ақау бар деп шешкеннен кейін ғана құрғақ байланыс көреді. Бұл каскад 200-ден 500 миллисекундқа дейін кешіктіру қосады. Жоғары энергиялы діріл оқиғасы кезінде ось сол уақытта жүздеген микронға қозғала алады. Тікелей аналогтық сымдар бұл аралық қабатты толығымен жояды.
Зонд ұшынан PLC картасына дейінгі сым схемасы
Bently Nevada 3300 XL жақындық зондтарына proximitor деп аталатын драйвер қажет. Драйвер зонд кабелін қабылдап, екі сигнал шығарады. Біреуі -2-ден -18 ВDC дейінгі аралық кернеуі. Екіншісі - діріл амплитудасын көрсететін 4-20 мА ток шеңбері. 4-20 мА ток шеңберін 16 биттік рұқсаттамаға ие PLC аналогтық кіріс модуліне тікелей қосыңыз. Қосарланған жұпты қорғалған кабель қолданыңыз. Қорғанысты тек PLC панелінің жерлік шинасында аяқтаңыз. Драйвер жағында аяқтамаңыз.
Ladder Logic ішінде шикі аналогтық сигналдарды масштабтау
Көптеген PLC аналогтық карталар 4-20 мА токты бүтін сандарға түрлендіреді. 16 биттік карта үшін 4 мА 0 есепке тең, ал 20 мА Siemens платформаларында 27648, Allen-Bradley жүйелерінде 32767-ге тең. Формула қолданыңыз: Діріл = (Шикі_есептер - 4мА_офсет) бөлінген (20мА_ауқым - 4мА_офсет) көбейтілген Толық_масштаб. 0-ден 100 микронға дейінгі шыңнан шыңға диапазон үшін 12 мА 50 микронды береді. Бұл масштабталған мәнді нақты сан тегі ретінде сақтаңыз. Қорғаныс реакциясы үшін бұл есептеуді әр 50 миллисекунд сайын орындаңыз.
Дәл оқулар үшін жақындық зондын орнату
Подшипник корпусының бұрандалы тесігін таппен тазалаңыз. Зонд жіптеріне антикоррозиялық май жағыңыз. Зондты оське жақын ұшы тиетіндей етіп бұраңыз. Драйвер шығысына вольтметр қосыңыз. Аралық кернеу -10.0 ВDC ±0.2 В төзімділікпен оқылғанша зонд позициясын реттеңіз. Құлып гайканы 10 Нм-ге дейін қатайтыңыз, зонд корпусын кілтпен ұстап тұрыңыз. Қатайтқанда кернеудің өзгермейтінін тексеріңіз. Соңғы ауа аралығы 8 мм зонд үшін шамамен 1.5 мм болуы керек.
Уақыт кешігулерімен тоқтату шешімдерін бағдарламалау
Діріл шектен асқан кезде дереу тоқтатпаңыз. Жүктеу кезінде немесе процесс бұзылғанда уақытша шоқтар қалыпты. Ladder Logic-те таймер-он-кешігу блогын қолданыңыз. Алаңдату жағдайлары үшін 0.5 секунд, тоқтату жағдайлары үшін 1.5 секундқа орнатыңыз. Таймер масштабталған діріл мәні шектен асқанда басталады. Шығыс тек таймер аяқталғаннан кейін қосылады. Діріл шектен 5 пайыздық гистерезис белдеуінен төмен түскенде таймерді дереу қалпына келтіріңіз. Бұл тоқтату релелерінің тез қосылып-өшіп кетуін болдырмайды.
Компрессор түріне байланысты шекті таңдау
3000 айн/мин жоғары жұмыс істейтін центрифугалық компрессорлар орын ауыстыру өлшемін қолданады. Қалыпты тоқтату шегі - 80 микрон шыңнан шыңға. Алаңдату шегі - 50 микрон. Поршеньді компрессорлар жылдамдық өлшемін қолданады. Тоқтату 12 мм/с RMS-де. Алаңдату 8 мм/с RMS-де. Интегралды берілісті компрессорларда қатаң төзімділік бар. Тоқтату 40 микронда. Әрқашан алдымен OEM нұсқаулығын қараңыз. Егер OEM деректері болмаса, ISO 10816-3 стандартын пайдаланыңыз, бірақ стандарт шегінен 20 пайыз қауіпсіздік маржасын төмен қойыңыз.
Зондтың денсаулығын бақылау үшін аралық кернеуді қосу
Аралық кернеу зондтың осьтен қашықтығын көрсетеді. 0.5 ВDC кенет өзгерісі зондтың босауын немесе мақсат бетінің зақымдануын білдіреді. Аралық кернеуді оқу үшін екінші аналогтық кіріс арнасын қолданыңыз. -2 ВDC 0 есепке, -18 ВDC толық есепке тең. Номиналды оқу -10 ВDC болуы керек. Аралық кернеу -9 ВDC-ден асқанда немесе -11 ВDC-ден төмендегенде ескерту бағдарламалаңыз. Аралық кернеу -1 ВDC-ге жеткенде (зонд осьпен жанасады) немесе -20 ВDC-ге жеткенде (зонд ажыраған) тоқтату блогын бағдарламалаңыз.
Өндірістік жағдай: Этилен зауыты 87 пайыз тоқтау уақытын азайтты
Галф-Кост этилен зауыты сынған газ қызметі үшін үш центрифугалық компрессорды басқарды. Әр машинада жеке Bently Nevada 3500 ректері және Honeywell DCS болды. Екі жүйе діріл деректерін бөліспеді. Операторлар жүктеме өзгерістерінде осьтің нақты уақыттағы қозғалысын көре алмады. Зауыт әр зондты тікелей Siemens S7-1500 PLC-ге қайта сымдады. Олар кезеңді жүктеме азайтуды бағдарламалады. Діріл 60 микронға жеткенде, PLC сорғы қысымын 5 пайызға төмендетті. 70 микронда жүктеме тағы 10 пайызға түсті. 80 микронда машина тоқтатылды. Өзгеріске дейін жылына сегіз жоспарланбаған тоқтату болды. Өзгерістен кейін 18 айда тек бір тоқтату болды. Тоқтау уақыты жылына 112 сағаттан 14 сағатқа дейін азайды. Жылдық үнемдеу 4 миллион доллардан асты.
Өндірістік жағдай: Азотты қабылдау блогы апатты ақауды болдырмады
Канадалық газ өңдеу зауытында 28000 айн/мин жылдамдықпен жұмыс істейтін интегралды берілісті компрессор болды. OEM тек 100 микронда тоқтайтын қарапайым діріл қосқышын ұсынды. Талдау үшін тренд деректері болмады. Инженерлер 3300 XL зондтарының екінші жиынтығын CompactLogix PLC-ге сымдады. Орнатудан алты ай өткен соң, PLC тренді екі апта ішінде діріл 35 микроннан 55 микронға көтерілгенін көрсетті. Үлгі 1X компонентін және аз 2X құрамын көрсетті, бұл теңгерімсіздікті білдіреді. Жоспарлы тоқтату кезінде жарыққан импеллер табылды. Ауыстыру құны 180 000 доллар болды. Апатты ақау беріліс қорабын жойып, 1.7 миллион доллар және үш ай тоқтау шығындарын тудырар еді.
Спектр анализаторысыз жиілік диапазоны бойынша ескертулерді енгізу
Стандартты PLC ішкі FFT талдауын орындай алмайды. Дегенмен, аналогтық сүзгілерді қолданып нақты ақау жиіліктерін анықтауға болады. Драйвер мен PLC аналогтық кіріс арасында сыртқы жолақты сүзгілер орнатыңыз. 1X сүзгі жұмыс жылдамдығын қадағалайды. 2X сүзгі тураланбау жағдайларын анықтайды. 500 Гц жоғары жиілікті сүзгі подшипник ақауларын ұстайды. Әр сүзілген сигналды бөлек аналогтық кіріске жіберіңіз. Әр жолақты өз шегіне қарсы салыстырыңыз. Бұл әдіс толық спектр анализаторынан арзан, бірақ пайдалы диагностикалық ақпарат береді.
Компрессор іске қосылмас бұрын интеграцияланған жүйені тексеру
Тексеру үшін тек бағдарламалық модельдеуге сенбеңіз. 4-20 мА шығаратын қолмен сигнал калибраторын қолданыңыз. Драйвердегі зонд кірісін ажыратып, калибраторды қосыңыз. 4 мА енгізіп, PLC 0 микрон оқитынын тексеріңіз. 12 мА енгізіп, толық шкаланың 50 пайызын тексеріңіз. 20 мА енгізіп, толық шкаланы тексеріңіз. Сигналды 4 мА-дан 20 мА-ға 30 секунд ішінде біртіндеп арттырыңыз. Әр ескерту мен тоқтату дұрыс миллиампер мәнінде іске қосылатынын тексеріңіз. Шекті кесіп өту мен релелік шығыс арасындағы уақытты осциллографпен өлшеңіз. Қабылданатын кешігу 100 миллисекундтан аз және бағдарламаланған таймер кешігуінен артық болмауы керек.
Жиі кездесетін орнату қателері және оларды қалай болдырмау керек
Қате 1: 4-20 мА ток шеңбері үшін қорғалған емес кабель қолдану. Бұл айнымалы жиілікті драйвер шуын тартады. Әрқашан Belden 8762 немесе баламалы қорғалған кабель қолданыңыз. Қате 2: Тоқтату шегін қалыпты жұмыс діріліне тым жақын қою. 10 пайыз маржа қажетсіз тоқтатуларға әкеледі. Ең аз 30 пайыз маржа қолданыңыз. Қате 3: Сым үзілуін анықтауды қосуды ұмытпау. Үзілген сым 0 мА сияқты көрінеді, бұл PLC үшін дірілдің жоқтығы ретінде қабылданады. Аналогтық кіріс модулін ток 3 мА-дан төмен түскенде ақау битін орнататындай бағдарламалаңыз. Қате 4: Драйверді 85 градус Цельсийден жоғары жоғары температуралы жерде орнату. Драйвер электроникасы температураға байланысты ауытқиды. Драйверлерді бөлек салқын қорапқа орнатыңыз.
Шығындарды салыстыру: тікелей сымдау мен дәстүрлі мониторлық ректің арасындағы айырмашылық
| Компонент | Дәстүрлі жүйе | Тікелей PLC интеграциясы |
|---|---|---|
| Зондтар мен драйверлер | $4,500 | $4,500 |
| 4 арнаға арналған діріл мониторы | $12,000 | $0 |
| PLC аналогтық кіріс картасы | $0 бар | $1,200 |
| Инженерлік және бағдарламалау | $8,000 | $6,000 |
| Компрессорға жалпы | $24,500 | $11,700 |
Тікелей интеграция компрессор пойызына $12,800 үнемдейді. Он компрессорлы зауыт үшін тек жабдыққа үнемдеу $120,000-нан асады. Техникалық қызмет шығындары төмен, себебі бөлек мониторлық ректің тұрақты калибрлеуі қажет емес.
Өндірістік инженерлердің жиі қойылатын сұрақтары
С1: Тікелей сымдау API 670 машиналарды қорғау талаптарына сай ма?
Ж1: API 670 арнайы жауап беру уақыты мен диагностикалық мүмкіндіктері бар қорғаныс жүйесін талап етеді. Дұрыс бағдарламаланған, оқшауланған аналогтық кірістері және артық қуат көздері бар PLC ниетті қанағаттандыра алады. Дегенмен кейбір сақтандыру компаниялары сертификатталған мониторларды талап етеді. Қолданыстағы қорғаныс ректілерін алып тастаудан бұрын сақтандырушыңызбен кеңесіңіз.
С2: Діріл қорғанысы үшін PLC скан уақыты қаншалықты жылдам болуы керек?
Ж2: Сенсордан тоқтату релесіне дейінгі ең көп кешігу компрессорлардың көпшілігі үшін 200 миллисекунд. Қарапайым Ladder Logic-пен 50 миллисекундтық циклдік тапсырманы орындайтын заманауи PLC бұл талапты оңай орындайды. Ұзақ бағдарламалық блоктары бар жалпы PLC сканын қолданбаңыз. Тек діріл арналары үшін жоғары басымдықтағы бөлек үзіліс тапсырмасын жасаңыз.
С3: PLC бағдарламасында екі зондтық артықшылықты қалай өңдеймін?
Ж3: Бір подшипникке 90 градусқа орналасқан екі зонд орнатыңыз. Екі мәнді де PLC-ге оқыңыз. Егер бір зонд 1.5 секунд бойы шектен асса, компрессорды тоқтатыңыз. Алаңдату логикасы үшін дауыс беру схемасын қолданыңыз. Егер екі зонд та шектің 80 пайызынан асса, техникалық қызмет ескертуін іске қосыңыз. Егер бір зонд шектің 120 пайызынан асса, таймер кешігуіне қарамастан дереу ескерту қосыңыз.
Автоматтандыру мамандарына арналған инженерлік қорытынды
Bently Nevada 3300 XL зондтарын PLC аналогтық кірістеріне тікелей сымдау қажетсіз жабдықты жояды және кешіктіруді азайтады. 4-20 мА ток шеңберлерін қосарланған қорғалған кабельмен қолданыңыз. PLC ішінде сигналды сызықтық формуламен масштабтаңыз. Қажетсіз тоқтатуларды болдырмау үшін 0.5-1.5 секундтық уақыт кешігулерін бағдарламалаңыз. Зондтың денсаулығын бақылау үшін аралық кернеуді бақылауды қосыңыз. Қызметке енгізер алдында әр арнаны сигнал калибраторы арқылы тексеріңіз. Этилен зауыттары мен газ өңдеу кәсіпорындарының өндірістік жағдайлары жоспарланбаған тоқтау уақытын 80-90 пайызға азайтқанын және инвестицияның қайтарымы алты айдан аз екенін көрсетеді.
