Một nhà máy chế biến sữa đã mất một ca sản xuất do một tank tràn vì công tắc nổi bị kẹt trên một lớp cặn sữa. Không phải là sự cố cảm biến — mà là một cảm biến không phải là công cụ đúng cho công việc, làm điều sai một cách đáng tin cậy. Sự phân biệt đó quan trọng hơn bất kỳ bảng dữ liệu nào.
Kiểm soát mức nhìn có vẻ đơn giản cho đến khi bạn lắp đặt nó. Sau đó, bạn phát hiện ra rằng các phao bị kẹt, cảm biến siêu âm bị nhầm lẫn bởi bọt và ngưng tụ, và bộ truyền áp suất bị trôi. Tin tốt: mộtMicro PLCcó thể chạy cả ba loại, và sự lựa chọn đúng phụ thuộc vào chất lỏng, hình dạng tank và bạn muốn chi bao nhiêu tiền cho cảm biến so với bộ điều khiển.
Công Tắc Nổi: Rẻ, Trung Thực, Thỉnh Thoảng Ngốc Nghếch
Một công tắc nổi chỉ là hai dây và một mảnh nhựa di chuyển. Nó gần như không tốn kém gì, hoạt động trong nhiều năm trong nước sạch, và nó hỏng đúng lúc bạn ngừng theo dõi nó. Sử dụng phao cho báo động mức cao và báo động mức thấp trong các tank đơn giản, và coi chúng như các khóa an toàn hơn là các công cụ chính xác. xLogic SR-12DC-DA-R đọc hai đầu vào phao, điều khiển van cấp nước, và phát ra báo động nếu mức nước giữ quá cao quá lâu — kiểm tra "quá lâu" đó là một bộ hẹn giờ Off-Delay bắt được phao bị kẹt trước khi nó trở thành lũ lụt.
Siêu Âm: Không Tiếp Xúc, Không Ô Nhiễm
Cảm biến siêu âm nằm trên bề mặt chất lỏng và đo thời gian vang. Không có gì chạm vào quy trình, điều này làm cho chúng lý tưởng cho các hóa chất ăn mòn và thực phẩmSản phẩm. Nhưng chúng sai trong hai tình huống: bọt làm phân tán tín hiệu, và ngưng tụ trên bề mặt cảm biến làm giảm tín hiệu. Chúng tôi đã thấy một lớp bọt dày 50 mm biến một chỉ số 4 m thành 1.8 m — logic điều khiển bơm sau đó đã làm chính xác những gì nó được chỉ định, điều đó là sai.
Nếu bạn chọn siêu âm, hãy cho bộ điều khiển một khoảng thời gian hợp lý. So sánh chỉ số mức với chỉ số trước đó; nếu sự thay đổi là vật lý không thể xảy ra trong một lần quét, giữ giá trị hợp lệ cuối cùng. Một vài dòng logic FBD và bộ lọc thay đổi tối đa biến một kẻ nói dối thỉnh thoảng thành một công cụ đáng tin cậy.
Bộ Truyền Tín Hiệu Analog: Con Ngựa Làm Việc
Một bộ truyền áp suất thủy tĩnh hoặc một bộ truyền tín hiệu mức 4–20 mA có giá cao hơn, nhưng nó cung cấp cho bộ điều khiển một số liên tục thay vì có/không. Điều đó mở ra các tính năng thú vị: bạn có thể vận hành một bơm cho đến khi tank đạt 78% thay vì nhảy giữa hai phao, bạn có thể ghi lại xu hướng mức nước lên màn hình SCADA, và bạn có thể phát hiện một van rò rỉ chậm mà một phao sẽ không bao giờ nhận thấy. Dòng PR đọc 0–10V, 0–20mA và PT100 trực tiếp trên các đầu vào analog của nó, và mở rộng PR-E-4AI-V/I thêm bốn kênh nữa khi trang trại tank phát triển.
Dưới đây là sự so sánh trung thực mà các nhà cung cấp tránh:
- Công tắc phao: $5–30. Hai trạng thái. Tuyệt vời cho cảnh báo, tàn bạo cho điều khiển.
- Siêu âm: $60–200. Liên tục, không tiếp xúc. Bọt và ngưng tụ là kẻ thù.
- Bộ phát analog: $80–300. Liên tục, chính xác, dễ bảo trì. Cần một đường tín hiệu sạch.
Không có cái nào trong ba cái là "tốt nhất." Hệ thống tốt nhất trong thực tế là một phao rẻ cho khóa an toàn mức cao cộng với một bộ truyền tín hiệu analog cho vòng điều khiển — sự dư thừa nơi không tốn kém gì, độ chính xác nơi nó quan trọng.
Các bộ điều khiển tốc độ biến thiên thay đổi câu chuyện bơm theo chiều hướng tốt hơn. Một VFD với tham chiếu tốc độ 0–10V lấy điểm đặt từ đầu ra analog của bộ điều khiển, vì vậy bơm chạy ở tốc độ 62% khi tank đầy một nửa thay vì đập giữa tốc độ tối đa và dừng. Bộ truyền tín hiệu mức trở thành một đầu vào điều khiển thực sự thay vì một điểm ngắt, tiếng đập nước biến mất, và bơm bắt đầu đếm giờ phục vụ thay vì chu kỳ khởi động. Bộ điều khiển không thay thế VFD — nó trở thành bộ não mà VFD chưa từng có, và hai hộp cùng nhau có giá thấp hơn một bộ điều khiển bơm chuyên dụng với một nửa độ linh hoạt.
Khi một địa điểm có hai tank và hai bơm, bộ điều khiển kiếm được tiền của mình bằng cách luân phiên. Bơm A làm đầy tank ban ngày trong khi bơm B xử lý tank chính; ngày hôm sau chúng đổi chỗ. Logic luân phiên là hai bộ đếm và một cờ — bơm có ít lần khởi động hơn dẫn đầu — và nó gấp đôi tuổi thọ của cả hai bơm bằng cách làm cho chúng chia sẻ nhiệm vụ. Một mạch rơ le cố định không thể nhớ lượt của ai; bộ điều khiển thì có, ngay cả khi mất điện, một mẹo chỉ cần hai bộ đếm và một cờ.
Vấn Đề Chạy Khô Mà Không Ai Đề Cập
Mọi sơ đồ kiểm soát mức cuối cùng cũng gặp phải tank trống. Chạy một bơm khô trong một buổi chiều và con dấu cơ khí sẽ hỏng. Cách sửa chữa cổ điển là một phao mức thấp thứ hai được đấu nối nối tiếp với bộ tiếp điểm — một chuỗi an toàn được đấu dây cứng mà hoạt động ngay cả khi PLC đang giữa chương trình, giữa cập nhật hoặc chỉ đơn giản là bị hỏng. Làm điều đó trước. Sau đó, để bộ điều khiển xử lý phần thông minh: khởi động lại bơm sau một khoảng thời gian làm nguội, đếm số lần khởi động lại bằng một bộ đếm Lên/Xuống, và thông báo cho ai đó khi các sự kiện chạy khô đạt ba lần trong một giờ. Phao cứu bơm; logic cứu lịch trình.
Hiệu chỉnh kênh analog một lần và ghi số trên khối đầu cuối. Một bộ truyền tín hiệu 4–20 mA trải rộng một khoảng đã biết; việc tỷ lệ hóa nằm trong hai khối chức năng, và một giá trị tỷ lệ sai xuất hiện như một tank rỗng ở 63% thay vì 10%. Dấu hiệu cổ điển là một bơm dừng quá sớm và khởi động lại quá thường xuyên. Tỷ lệ cẩn thận, theo dõi một chu kỳ, và đường cong sẽ cho bạn biết liệu các số có đồng ý với thước đo hay không — đôi khi thước đo là đúng và bộ truyền tín hiệu là sai.
Bất kỳ cảm biến nào bạn chọn, hãy đấu nối lá chắn đúng cách. Một lá chắn analog nổi trên một bảng điều khiển nặng VFD biến một bộ truyền tín hiệu tốt thành một bộ truyền tín hiệu ồn ào, và bộ điều khiển không thể lọc những gì không bao giờ đến một cách sạch sẽ. Hai phút với lá chắn kẹp ở đầu bộ điều khiển tiết kiệm một buổi chiều theo đuổi những thay đổi mức ma.
Chọn cảm biến cho chất lỏng, không phải cho tờ rơi. Nước sạch thích phao, bọt ghét siêu âm, và các tank bùn muốn một bộ truyền áp suất mỗi lần. Bộ điều khiển sẽ vui vẻ làm việc với bất kỳ thứ gì bạn chọn — đó là mục đích của một hộp lập trình thay vì một mạch rơ le cố định.
