Πώς να χρησιμοποιήσετε τη λογική της σκάλας για αυτοματοποιημένα συστήματα ανίχνευσης πυρκαγιάς και αερίου

Ο κρίσιμος ρόλος των προγραμματιζόμενων λογικών ελεγκτών στη σύγχρονη προστασία της φωτιάς και του αερίου

Σε οποιοδήποτε βιομηχανικό ή εμπορικό περιβάλλον, ένα αυτοματοποιημένο σύστημα ανίχνευσης πυρκαγιάς και αερίου δεν είναι μόνο μια ρυθμιστική απαίτηση ⁇ είναι μια πρώτη γραμμή άμυνας ενάντια στην καταστροφική απώλεια ζωής, ιδιοκτησία, και παραγωγική ικανότητα. Στην καρδιά αυτών των συστημάτων βρίσκεται ο προγραμματιζόμενος ελεγκτής λογικής (PLC), ένας ανθεκτικός βιομηχανικός υπολογιστής που παρακολουθεί συνεχώς τις εισροές αισθητήρων και εκτελεί τις ενέργειες ελέγχου. Η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται πιο συχνά για να καθορίσει αυτές τις ενέργειες είναι η λογική σκάλας, μια γραφική, ρελέ-όπως γλώσσα που έχει ένα βασικό στοιχείο της βιομηχανικής αυτοματοποίησης για δεκαετίες.

Τι Είναι η Λογική της Σκάλας;

Η λογική της σκάλας είναι μια γλώσσα προγραμματισμού που αναπαριστά κυκλώματα ελέγχου χρησιμοποιώντας σύμβολα που προέρχονται από τα διαγράμματα καλωδίωσης ηλεκτρομηχανικού ρελέ. Παίρνει το όνομά της από τις δύο κάθετες ⁇ γες ισχύος (όπως οι πλευρές μιας σκάλας) και τα οριζόντια δρομείς που τα συνδέουν. Κάθε δρομέας περιέχει ένα σύνολο συνθηκών εισόδου (επαφές) και οδηγίες εξόδου (πόλα, χρονόμετρα, μετρητές).Όταν πληρούνται οι συνθήκες εισόδου, η ισχύς ρέει μέσω του δρομολογίου για την ενεργοποίηση της εξόδου.

Η γλώσσα αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1970 ως ένας τρόπος για να διευκολύνει τη μετάβαση από τα σκληροπλέγματα ρελέ σε ψηφιακά PLCs. Η οπτική, διαισθητική φύση της επιτρέπει στους ηλεκτρολόγους και τους τεχνικούς να διαβάζουν και να αντιμετωπίζουν προβλήματα λογική χωρίς βαθιά τεχνογνωσία προγραμματισμού.

• Επικοινωνία ⁇ Κανονικά ανοικτά (NO) ή κανονικά κλειστά (NC) σύμβολα που αναπαριστούν συσκευές εισόδου (αισθητήρες, κουμπιά ώθησης) ή εσωτερικά bits.
• Πηνία ⁇ Εξόδους που ελέγχουν ενεργοποιητές (ενοχλείς, βαλβίδες, κινητήρες) ή εσωτερικά bits μνήμης.
• Χρονομέτρες ⁇ Καθυστέρηση για την καθυστέρηση (TON), την καθυστέρηση (TOF), ή τον παλμό.
• Κομπότερς ⁇ Μετρήστε γεγονότα, χρήσιμα για τη λογική της ψηφοφορίας.

Η απλότητα της λογικής σκάλας καθιστά ιδιαίτερα πολύτιμη στην ανίχνευση πυρκαγιάς και αερίου, όπου η αξιοπιστία και η σαφήνεια είναι υψίστης σημασίας. Ένα καλογραμμένο πρόγραμμα σκάλας είναι η αυτο-έγγραφο? ένας τεχνικός συντήρησης μπορεί να ακολουθήσει τα σκαλιά για να καταλάβει ακριβώς ποιες συνθήκες θα προκαλέσει μια δράση ασφάλειας.

Βασικά συστατικά ενός συστήματος ανίχνευσης πυρκαγιάς και αερίου

Πριν την κατάδυση σε σχεδιασμό λογική σκάλα, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τα φυσικά συστατικά με τα οποία διεπαφές PLC. Ένα τυπικό αυτοματοποιημένο σύστημα περιλαμβάνει:

• Αισθητήρες ⁇ Ανιχνευτές καπνού, ανιχνευτές θερμότητας, ανιχνευτές φλόγας και αισθητήρες αερίων (τοξικοί, εύφλεκτοι ή εξαντλημένοι από οξυγόνο). Οι αισθητήρες μπορεί να είναι διακριτοί (on/off) ή αναλογικοί (4-20 mA σήμα ανάλογο με τη συγκέντρωση).
• Συσκευές συναγερμού ⁇ Ηχητικές σειρήνες, στροβοσκοπικά φώτα, πίνακες εκκένωσης φωνής.
• Ελεγκτής ⁇ Ο PLC ή ο ειδικός ελεγκτής ασφάλειας που εκτελεί τη λογική της σκάλας και επικοινωνεί με τις διεπαφές ανθρώπου-μηχανής (HMIs).
• Ενεργοποιητές ⁇ Βαλβίδες πυρόσβεσης, βαλβίδες κατακλυσμού που λειτουργούν με σωληνοειδή, αποσβεστήρες εξαερισμού, ρελέ έκτακτης ανάγκης (ESD) και εκκινητές κινητήρων για ανεμιστήρες καυσαερίων.
• Ρηλέδια ασφαλείας και διεπαφές ⁇ Διασυνδέσεις με καλώδιο και κυκλώματα διακοπής λειτουργίας που λειτουργούν παράλληλα με το PLC για ασφαλή λειτουργία.

Σε μεγάλα εργοστάσια, αυτά τα συστατικά οργανώνονται σε ζώνες ανίχνευσης πυρκαγιάς και αερίου, το καθένα με ειδική λογική. Το PLC σαρώνει τις εισροές επανειλημμένα (scan cycle) και ενημερώνει τις εξόδους ανάλογα, εξασφαλίζοντας σε πραγματικό χρόνο ανταπόκριση.

Σχεδιασμός του συστήματος με τη λογική της σκάλας

Η συνολική προσέγγιση σχεδιασμού για ένα σύστημα ανίχνευσης πυρκαγιάς και αερίου με τη χρήση της λογικής σκάλας ακολουθεί μια συστηματική ακολουθία: χαρτογράφηση εισόδου αισθητήρων, αξιολόγηση λογικής κατάστασης και ενεργοποίηση εξόδου. Επειδή τα συστήματα ασφάλειας πρέπει να είναι αξιόπιστα, η λογική πρέπει να γράφεται με αρχές ασφαλείας βλάβης ⁇ συνήθως κλειστές (NC) επαφές ή απο-ενεργοποίηση-σε-διαδρομή όπου είναι δυνατόν.

Χαρτογράφηση εισόδου: Από αισθητήρες σε PLC

Για τους διακριτούς αισθητήρες, το σύμβολο επαφής αντιπροσωπεύει την κατάσταση του αισθητήρα. Για παράδειγμα, μια επαφή με έναν συνήθως ανοικτό ανιχνευτή καπνού θα κλείσει όταν ανιχνευθεί καπνός. Ο δρομέας σκάλας χρησιμοποιεί αυτή την επαφή για να ενεργοποιήσει ένα πηνίο συναγερμού. Οι αναλογικοί αισθητήρες (4-20 mA ή 0-10 V) διαβάζονται σε αναλογικές μονάδες εισόδου και συγκρίνονται με τα κατώτατα όρια χρησιμοποιώντας οδηγίες σύγκρισης (όπως οι GRT, LES ή ίσες). Η λογική της σκάλας δημιουργεί τότε μια εσωτερική επαφή όταν το επίπεδο του αερίου υπερβαίνει ένα σημείο ρύθμισης.

 I:1/0 (Smoke Detector – NO)
 | | (---[Alarm_Coil]---)
 II:1/1 (Heat Detector – NC – fail-safe)
 |/| (---[Shutdown_Coil]---)

Ποτέ δεν ανιχνεύεται καπνός (I:1/0 κλείνει) Ή ο ανιχνευτής θερμότητας είναι φυσιολογικός (I:1/1 κλειστός), το πηνίο συναγερμού ενεργοποιείται.

 CTU: Count_Alarms
 When Sensor1=alarm, Sensor2=alarm, Sensor3=alarm
 Compare Count_Alarms ≥ 2 → O:Output