Mieszkanie i ogrzewanie: Uzycie regulatorow krokowych
Najpopularniejszy sensor automatyki przemyslowej mierzy temperature. Na drugim miejscu sa sensory cisnienia. Stosowane sa takze z pomocniczym sprezonym powietrzem do pomiaru poziomu plynu w zbiorniku a sensory roznicowe cisnienia do pomiaru przeplywu z przewezka. Konieczna jest w tym wypadku lineryzacja tego pomiaru.
W czesci procesow stosuje sie "egzotyczne" czyli rzadko spotykane sensory. W lini Ciaglego Odlewania Stali stosowane sa sensory - piorometry do pomiaru temperatury plynnej stali w roznych kadziach, sensory radarowe i ultradzwiekowe jako mierniki poziomu i mostki tensometryczne do pomiaru wagi a posrednio poziomu i przeplywu. Stosowane sa tez sensory elektromagnetyczne.
System gospodarczy ma finalnie wytworzyc wszelkie dobra dla czlowieka
Czlowiek przemyslowo przetwarza produkty rolnicze oraz surowce wydarte ziemi. Najwazniejszym globalnie surowcem i towarem w handlu miedzynarodowym jest ropa naftowa. Pozyskuje sie z niej paliwa oraz finalnie ponad 20 tysiecy przeroznych substancji chemicznych.
Ciezka chemia oparta o wegiel kamienny jest od zawsze zupelnie niekonkurencyjna do opartej o rope i gaz ziemny. W pozbawionej ropy III Rzeszy litr paliwa silnikowego uzyskiwano z przetworzenia 7 kilogramow wegla kamiennego. Paliwo bylo bardzo drogie i miernej jakosci.
Same procesy w swojej "esencji" sa ulepszane. Sucha metoda produkcji cementu wyparla przestarzala metode mokra stosowana jeszcze w Polsce ktora jest bardziej energozerna.
W elektrowniach cieplnych w ogromnych ilosciach spalana jest "ropa naftowa", wegiel kamienny i brunatny, gaz ziemny oraz lupki bitumiczne. Produkcja energi elektrycznej jest najbardziej srodowiskowo obciazajacym procesem jaki stosuje czlowiek.
Produkcja energii elektrycznej stoi na efekcie skali. Tani oceaniczy transport ropy naftowej zapewniaja gigantyczne tankowce czyli znow zatrudniony jest efekt skali.
Najwazniejszym przemyslowym materialem konstrukcyjnym jest stal w roznych gatunkach. Zlomowana stal podlega recyklingowi co jest jej wielka zaleta. Mozna ja przetopic w piecach lukowych i podac na automatyczna linie Ciaglego Odlewani Stali. Stal niskiej jakosci jest na swiecie stosunkowo tania i jest jej nadprodukcja w swiecie. Wszystkie dodatki stopowe do stali sa drogie i stale jakosciowe tez sa drogie. Mimo iz stal jest ustabilizowanym juz dawno produktem to ciagle trwaja poszukiwania tanszych w produkcji stali wysokiej jakosci.
Zdolnosc produkcyjna 1 tony / rok w zintegrowanej hucie kosztuje w inwestycji okolo 1000 dolarow. Sprawia to ze eksport prostej stali jest absolutnie nierentowny.
Przedmioty wykonane z tytanu i jego stopow oraz aluminium i magnezu czyli metali lekkich o tej samej wytrzymalosci co stalowe sa znacznie lzejsze i dlatego z nich produkowane sa m.in. samoloty. Produkcja aluminium i magnezu jest strasznie energochlonna.
Aluminium hutnicze uzyskuje przez elektrolize tlenku glinu w stopionym kriolicie. Koszt uzytej w produkcji energii elektrycznej stanowi 20-50% wszystkich kosztow. W Afryce line NN dostarczajac energie z elektrowni wodnych do hut aluminum biegna nad kompletnie ciemnymi obszarami pozbawionymi energii elektrycznej
Elektrolityczny proces Dow produkcji magnezu jest bardziej oszczedny energetycznie od procesu silikotemicznego ale uzywa w duzej ilosci szlachetnej energi elektrycznej.
Rudy miedzi zawierają tylko 0.5-1% miedzi. Do oddzielenia siarczków miedzi od skaly stosowana jest flotacja. Ogromne ilosci blota poflotacyjnego musza byc wiecznie skladowane. Po procesie hutniczym nastepuje energozerna elektrorafinacja.
Tak samo bardzo energochlonna jest super nowoczesna produkcja wlokien weglowych do kompozytow.
Bogate zasoby naturalne sa z reguly dla krajow III Swiata tylko nieszczesciem. Rzadzone sa przez zdziczale dyktatury, junty, kleptokracje, oligarchie i nade wszystko korupcje. Ich mieszkancy maja tylko zdewastowane i zatrute wydobyciem i przetworstwem srodowisko. Normalnymi krajami w grupie panstw surowcowych sa tylko Australia i Kanada.
USA majac po wojnie do 60% swiatowej produkcji przemyslowej od pewnego czasu ulegaja dezindustalizacji wzorem takiego samego procesu w Wielkiej Brytani rozpoczetego w latach dziewiecdziesiatych XIX wieku.
Coraz wiekszy import USA przy spadajacym eksporcie daje koszmarne deficyty handlowe pokrywane drukiem dolara. Redukowana produkcja m.in. wszelkich metali przemyslowych zastepowana jest importem z "rynku swiatowego"
Z miedzi wykonuje sie wszelkie przewody elektryczne i stopy metali. Wyciagniecie z miedzi drutu i pokrycie go izolacja jest trywialnie latwe i tanie na tle calego skomplikowanego procesu wyodbycia rud miedzi i wyprodukowania miedzi. Polska nie moze na przyklad jednak eksportowac dobrej jakosci transformatorow energetycznych bowiem nie produkuje odpowiedniej niskostratnej stali transformatorowej na rdzenie. Nasza technologia hutnicza stali od poczatku byl bardzo przestarzala i nie da sie nia wyprodukowac stali wysokiej jakosci.
Zachodnie Niemcy produkowanej przez siebie miedzi nie eksportuja i jeszcze miedz na potrzeby swojej produkcji importuja.
USA jako przywodca bloku zachodniego dba aby surowce byly tanie na rynku swiatowym, gdzie USA takze sie zaopatruja. Gdy tylko analitycy stwierdza ze produkcja moze byc w przyszlosci zbyt mala, miliardy dolarow firmy wydobywcze lokuja w nowe projekty na calym swiecie.
Eksport polskiej miedzi jest kolejnym nierentownym glupstwem !
Polska ma robic to samo co Zachodnie Niemcy i Japonia robily majac taki poziom rozwoju jak obecnie Polska. Obecnie dobry odbiornik TVC do wyprodukowania potrzebuje >800 gram miedzi.
Polska rzadzona przez junte kompromituje sie eksportem surowcow dokladnie wpisujac sie w model III Swiatowy dyktatur i junt
Jak to juz kilka razy objasniano korzystne sa dla naszej gospodarki mechanizmy pchajace ja w strone nowoczesnosci, zlozonosci i wysokiej produktywnosci. Zamiast miedzi i stali trzeba eksportowac skomplikowane wyroby z nich. Nasza produktywnosc sie nie tylko nie polepsza ale srednio degraduje.
Brak jest strategicznego myslenia i dzialania polskich rzadow.
Po prostu aby "duzo zarobic a sie nie narobic" "Tanio kupic i drogo sprzedac" i tym podobne komunaly czy madrosci zyciowe
W minionej dekadzie zbudowano stosunkow duzo nowych blokow energetycznych. Takze dzieki zakupowi licencji. Zatem eksportowe zbudowanie serii elektrowni 2 x 500 MW plus caly system elektroenergetyczny w krajach naftowych zalatwiloby nam na lata dostawy ropy naftowej. Iran jest w ostrym konflikcie z USA i tam bez problemu mozemy dzialac. Irak podjudzony przez USA toczy krawa wojne z Iranem ale jest coraz bardziej zawiedziony dzialaniem USA bo pewnie spodziewal sie wielkiej nagrody a niczego nie ma a skutki wojny sa straszne, takze w wymiarze materialnym.
Do zbudowanie w duzej ilosci krajow sa wszelkie systemy infrastrukturalne a nawet zespoly budynkow roznej wysokosci, osiedla i miasta.
Roznych pomyslow do rozwazania jest mnostwo. Nie wiadomo jednak jakie polityczne ograniczenia ma narzucona Polska w dzialaniu miedzynarodowym, bo na pewno jakies sa.
Uklad regulacji mozna wykonac jako pneumatyczny, elektroniczny analogowy lub cyfrowy - programowy.
Zlozonosc ukladow pneumatycznych jest niewielka. Elektroniczne uklady analogowe moga byc juz skomplikowane a komplikacje algorytmow – programow w realizacji cyfrowej ogranicza tylko szybkosc procesora i pojemnosc pamieci komputera.
Zmodyfikowany algorytm regulacji krokowej mozna uzyc do
-Przelaczania zaczepow regulacyjnych napiecia sieciowego transformatora energetycznego
-Przelaczania zaczepow regulacyjnych specjalnego transformatora energetycznego zasilajacego piec lukowy
-Przelaczania przelacznikow kondensatorow kompensacji wspolczynnika mocy cos phi na przyklad do pieca lukowego
Regulator krokowy jako idea ma tylko dwa wyjscia logiczne, umownie +1 i -1 sluzace do zalaczania napedu organu wykonawczego w dwoch kierunkach. Sygnaly te w systemie mozna selektywnie blokowac czyli pozwalac tylko na zwiekszanie lub zmniejszenie pozycji organu wykonawczego. Mozna tez zablokac oba kierunki przestawiania czyli zapamietac stan ustawienia. Mozna je tez zastapic rozkazami lokalnymi lub zdalnymi. Totez w systemie Teleperm C z reguly stosowana jest dodatkowa logika do regulatora krokowego. Zwrocmy uwage ze realizacji funkcji logicznych w przypadku relizacji programowej regulatora jest bardzo szybka i prosta czyli efektywnie tania co daje przewage implementacji programowej nad analogowa. Oczywiscie uzyta jest cenna informacja z przelacznikow krancowych aktuatora.
Konstrukcja regulatora ciaglego wydaje sie dziwna. Sygnaly logiczne z "wbudowanego" regulatora krokowego sa poprzez logike podane do integratora 13 dajacego po skalowaniu ( ograniczenie zakresu potencjometrami R18 Oben i R19 Unten) wyjsciowy sygnal ciagly.
Sygnal bledu Xd wraz ze zrozniczkowanym ( funkcja wylaczana jest kluczem 17 sterowanym przez logike ) przez wzmacniacz 5 sygnalem z wyjscia obiektu oraz sygnalem z inercji 2 ( potencjometr Tn wyznacza czas calkowania a potencjometr Kp wzmocnienie) podano do wzmacniacza roznicowego 1 o wzmocnieniu 70 odpowiedzialnym za strefe nieczulosci . Sygnal z niego podano do ukladu trojpoziomowego 3. Wzmacniacze operacyjne 2, 5, 13 maja wejscie JFet bowiem z uwagi na stale czasowe wymagany prad uplywu (polaryzacji) wejsc jest bardzo maly.
Temat szeroko stosowanej na Zachodzie od dawna regulacji selekcyjnej czy raczej wariantowej omowiono osobno. Temat ten o duzym znaczeniu praktycznym w Polsce jest zupelnie nieznany co swiadczy jak najgorzej. Czterowejsciowy wybierak w systemie Intelektran mial miec ( nie zostal wyprodukowany ) oznaczenie ADE-21M. Regulacja ta jest stosowana praktycznie tylko w rozbudowanych systemach. Daje szczegolnie duze korzysci na etapie uruchamiania i odstawiania obiektu, w stanach anormalnych i przy koordynacji dzialan gdy operator jest przeciazony zarowno strumieniem doplywajaych informacji jak i wymaganych od niego decyzji. Na schematach systemow (Z. Trybalski) w "Uklady regulacji z zastosowaneim regulatorow sytemow Teleperm C" bloku energetycznego uzyto w sporej ilosci wybierakow ekstremum. Wybierak najczesciej wybiera jeden z sygnalow bledu. Ale moze tez ograniczac ( od gory lub od dolu lub oba jednoczesnie na zadanych poziomach ) jakis sygnal a w szczegolnosci wartosci zadanej lub wyjsciowy dla aktuatora. Na rysunku pokazano wybierak systemu DDC z rezerwami analogowymi Teleperm 300. Na wyjsciu pojawia sie najwiekszy /najmniejszy sygnal z szesciu wejsciowych sygnalow ( wykonania dla standardow 0-10V lub 0/4-20 mA). Sygnal ten jest sygnalizowany jego lampka.Urzadzenie ma tez przelacznik Auto - Manual a po wybranu pracy recznej pozwala wybrac jeden z sygnalow wejsciowych podanych do wyjscia.
Poniewaz niedostepny byl jakikolwiek schemat realizacji analogowego wybieraka ekstremum stworzono i przetestowano takowy. Kazdemu z kanalowych wzmacniaczy operacyjnych ( bez nasycenia pracuja jako wtorniki o wzmocnieniu 1 ) podano jego sygnal wejsciowy i wspolny sygnal wyjsciowy za wtornikami emiterowymi obciazonymi zrodlem pradowym lub gorzej rezystorem. Przy uzyciu tranzystorow NPN jest wybierak maksimum a przy zastowaniu tranzystorow PNP wybierak minimum. Nalezy zwrocic uwage ze bez komplikacji ukladu uzyte wzmacniacze operacyjne musza miec duze dopuszczalne wejsciowe napiecie roznicowe. Popularne , wspolczesne OPA maja taka ceche. Prad kolektora aktywnego tranzytora zalacza sterowany pradem gorny tranzystor PNP (NPN) a ten swoja lampke lub diode LED i daje tez sygnal logiczny. Strefa przejsciowa wynika ze wzmocnienia napieciowego wzmacniacza i statycznie moze byc mniejsza od 0.1 mV czy praktycznie jest zerowa. Uzycie zrodla pradowego z wtornikami upraszcza ta funkcjonalnosc sygnalizacyjno - logiczna. Uzyte tranzystory NPN lub PNP we wtornikach musza miec duze napiecie wsteczne Ube. Konieczne jest wiec zastosowanie nietypowych tranzystorow lub danie kazdemu tranzytorowi szeregowo z E lub B diody aby zlacze B-E nie bylo polaryzowane wstecznie napieciem wiekszym od napieca przebicia co uniemozliwi poprawna prace i moze uszkodzic tranzystory.
Mozliwa jest tez realizacja tylko z jednym wzmacniaczem operacyjnym ale dobrane tranzystory wejsciowe ( lub diody w prostszym rozwiazaniu ) musza byc sprzezone cieplnie. Jest tez pewien zakres plynnego przejecia dominujacego wejscia co moze byc zaleta a nie wada bowiem przejrzyscie widac cala akcje zmiany algorytmu dzialania systemu.
W obu rozwiazaniach mozna zastosowac diody zamiast tranzystorow w miejscu B-E ale z braku sygnalow z kolektorow nie bedzie lampek - LED sygnalizacyjnych i sygnalow logicznych.
Znacznie prostsze jest tylko ograniczanie sygnalu od Gory lub Dolu lub obu naraz. Uzycie tranzystora JFet z rezystorem jako dwukierunkowym zrodlem pradowego do ograniczenia pradu czasem umozliwia rezygnacje z buforowania sygnalu wtornikami na wzmacniaczu / wzmacniaczach operacyjnych. Tranzystor BF245A ( = 2N3819 ) ma Rdson circa 220 Ohm a jako zrodlo pradowe prad nasycenia okolo 4 mA.
Na schemacie pokazano "mozg" bloku energetycznego. Wp to sygnal zadany mocy jaka ma byc generowana w bloku. Zwrocmy uwage tylko na role wybierakow ekstremum. System wypracowuje sygnal zadany Wvb strumienia energii jaki ma byc podany strumieniem gazu ziemnego do kotla i sygnal zadany „a” ilosci wytwarzanej pary. H to sensor i sygnal otwarcia przepustnicy turbiny, Hs to wartosc zadana. P to sensor i sygnal cisnienia a Pmax to cisnienie maksymalne i Pmin cisnienie minimalne. Sygnal bledu otwarcia Hs-H ma przed wszystkim byc sygnalem "a" a poprzez transmistancje PID wspoldecydowac o wielkosci strumienia energii w spalanym gazie. Wytworzono tez dwa sygnaly "bledow" od Pmax-P i Pmin-P. Do pierwszego od gory selektora minimum podano sygnaly bledow otwarcia i cisnienia maksymalnego a do selektor maksimum ponizej sygnal bledu minimum cisnienia. Zatem system stara sie aby otwarcie przepustnicy osiagnelo pozadna (seria dyskretnych wartosci odpowiadajaca calkowitemu otworzeniu kolejnych zawodow bez szkodliwego dlawienia pary z maksymalna sprawnoscia ) wartosc zadana a zarazem aby nie przekroczono cisnienia maksymalnego i aby cisnienie bylo wyzsze od zadanego minimalnego. Poniewaz stosowana jest ekonomiczna regulacja ilosciowo - jakosciowa turbiny zwana tez grupowa, sygnal H oznacza wiec ile zaworow jest calkowicie otwartych i na ile otwarty jest ostatni zawor. Tylko w ostatnim zaworze zachodzi szkodliwe dlawienie pary polaczone ze spadkiem cisnienia pary i sprawnosci turbiny
Skupmy dalej uwage tylko na wybierakach ekstremum i regulatorach krokowych. Na schematach blokowych prostokat moze oznaczac zarowno blok skomplikowany jak i bardzo prosty. Z uwagi na moc serwonapedow w regulacjach bloku uzyto asynchronicznych silnikow trojfazowych bowiem silniki dwufazowe nie maja odpowiednio duzej mocy. Prostokat z zawartoscia 24V/380V to sterowany logicznymi sygnalami 24V rewersyjny lacznik tyrystorowy jako ze styczniki mechaniczne maja za mala trwalosc i niezawodnosc.
Wybieraki omowiono w kolejnosci od gory do dolu i od lewej do prawej
W systemie "Regulacji doplywu paliwa" pierwszy wybierak minimum ogranicza zadany strumien Wvb do poziomu ustalonego na Vgmax. Blad regulacji W-X wraz z bledem P - Pmin podano do drugiego wybieraka maksimun aby zmierzone sensorem cisnienie na wejsciu palnikow bylo wyzsze niz Pmin. Nizszy wybierak ogranicza uzyskany sygnal bledu najwiekszym bledem ( w prawo wybierak jednego z n - sygnalow bledu powietrza ) z ukladu regulacji powietrze pomniejszony o wartosc "b" . W trakcie normalnej pracy do regulatora krokowego "j" podano uzyskany wybierakami ekstremum blad a w czasie rozruchu przelaczono na blad z wezla P - Pc , gdzie c jest cisnieniem gazu przed palnikami rozpalkowymi.
Dodany za regulatorem krokowym uklad logiczny "f" jest zdalanie operowany sygnalem logicznym i ma tez stacyjke ruchu na pulpicie operatora.
Symulacje analogowe i programowe wykazuja bardzo dobra jakosc takiej regulacji.
W pierwszym podsystemie wyliczajacym wartosc zadana ilosci podawanej wody uzyto wybieraka minimum i dwustronnego ogranicznika. Zwraca uwage uzycie dwoch mnozen i funkcji nieliniowej.
W drugim, glownym podsystemie pomp zasilanych silnikiem elektrycznym i/lub turbina uzyto dwoch dwuwejsciowych wybierakow minimum i dwoch regulatorow krokowych PI z ukladami logicznymi na wyjsciu do zdalnego operowania.
W trzecim podsytemie zapewniajacym obszar bezpiecznej pracy pomp ( unikniecie kawitacji i jej niszczacych efektow) zastosowano jeden wybierek minimum i jeden regulator krokowy PI
Wvw - wodzona wartosc zadana ilosci wody zasilajacej
a - stacyjka operatora
R - zawor rozruchowy ograniczajacy przeplyw wody zasilajacej sterowany celem zapewnienia bezpiecznego obszaru pracy (SOA) pomp dla unikniecia efektow kawitacji
c - kondensat wtryskowy dla systemu regulacji temperatury przegrzewaczy
d - wartosc dopuszczalnego cisnienia wody zasilajacej
e - wzmocnienie dla toru selekcyjnego regulatora maksymalnego cisnienia wody zasilajacej
f - maksymalny prad silnika elektrycznego pompy
g - wzmocnienia dla toru selekcyjnego regulatora ograniczania maksymalnego pradu silnika e-pompy
h - podgrzewacze wysokocisnieniowe
i - regulatory PI napedow pomp "e i t" zasilajacych
j - bloki sterujace
k - wzmacniacz mocy
l - aktuator hydraulicznego governora turbiny pompy zasilajacej. Governor sam ogranicza obroty turbiny do bezpiecznej wartosci
m - sygnaly automatyki grup funkcyjnych
n - sygnalizacja
o - sygnal wlaczenia pomp
Pw - cisnienia wody za pompami
Cw - przeplywy wody za pompami
Samodzielnie lub wspolnie moga pracowac pompa E (czyli napedzana poteznym silnikiem elektrycznym poprzez regulowana przekladnie hydrokinetyczna ) i pompa napedzana turbina czyli T. Pokazany system nie zapewnia jednak automatycznego przejscia z pompy E na pompe T w sytuacji kiedy wystarczajace sa parametry pary do podjecia obciazenia przez Turbine.
Za kazda pompa umieszczono sensory cisnienia i przeplywu ktore posluza do ochrony SOA ( Save Operation Area - Obszar Pracy Bezpiecznej ) pomp. Przy niskocisnieniowym rozruchu przymkniety zostaje zawor rozruchowy R i dopiero po podniesieniu cisnienia w podgrzewaczu wysokocisnieniowym i zapewnieniu bezpieczenstwa pracy pompom zawor R zostaje przez regulator stopniowo otwarty. Za pompami umieszczono zawory i zawory jednokierunkowe tak aby pompy mozna bylo odstawic do rezerwy czy remontu.
Pompa E ma sprzeglo hydrokinetyczne regulowane serwo - silnikiem elektrycznym poprzez regulator krokowy. Zaleta sprzegla jest takze ulatwienie startu silnika elektrycznego. Jego wada jest mala sprawnosc i duze straty mocy zamieniane w cieplo.
Dostawa pary do niezaleznej Turbiny t-pompy regulowana jest aktuatorem i governorem turbiny, takze przez regulator krokowy. Poniewaz w stanie ustalonym potrzebna moc tej turbiny jest w przyblizeniu proporcjonalna do mocy oddawanej przez turbozespol czyli takze parametrow pary to uklad ma pewne cechy polowicznej samoregulacji podobnie na przyklad jak regulowany szeregowo - rownolegly uklad wzbudzenia generatora synchronicznego czy generatora DC.
Woda z pomp jest podana do kaskady podgrzewaczy wysokocisnieniowych "h" za ktorymi umieszczono normalnie calkowicie otwarty zawor regulacyjny R ( R - Rozruchowy ) sterowany regulatorem krokowym zapewniajacym i pilnujacym bezpieczenstwa SOA pomp.
Safe Operation Area to na wykresie obszar , czyli kombinacja parametrow, w ktorym urzadzenie moze bezpiecznie pracowac. Ma zastosowanie w roznych dziedzinach. Producenci tranzystorow mocy podaja stosowne wykresy. SOA ma pompa czy silnik Diesela. Obszar SOA moze byc definiowany rowniez dynamicznie, podobnie jak dla tranzystorow.
Normalnie stabilizowany jest na zadanym poziomie przeplyw wody zasilajacej za tym zaworem R ( normalnie calkowicie otwarty ) a wiec na wejsciu kotla czyli w systemie nadkrytycznym na wejsciu podgrzewacza w kotle.
Opoznienie transportowe jest stosunkowo "male" i pozwala na prace ukladu regulacji pomp z wzglednie duzym wzmocnienem. Z drugiej strony stabilizacja przeplywu juz za podgrzewaczem daje mniejsze oscylacje calego systemu w stanach przejsciowych. Miejsce umieszczenia wiec sensora przeplywu jest kompromisowe.
Ale zastosowana regulacja selekcyjna - wariantowa daje tez ograniczenie maksymalnego, mierzonego cisnienia za pompami co umozliwia umieszczony tam sensor cisnienia.
Podsumowujac uklad moze automatycznie pracowac w nastepujacych konfiguracjach wariantowych:
-normalnej wodzonej , roboczej systemowej konfiguracji z regulacja zadanego przeplywu
-z regulacja ograniczajaca maksymalna wartosc cisnienia za pompami ustawianej na "d"
-z regulacja ograniczajaca maksymalna wartosc pradu silnika elektrycznego e-pompy ustawiana na "f"
-z regulacja zaworem R ( Rozruchowym ) ograniczajaca maksymalny bezpieczny obszar SOA pomp
Uklad nadrzedny wypracowujacy sygnal wartosci zadanej powinien wydawac tylko realizowalne rozkazy. Informacje o tym w jakim modzie pracuje system wody zasilajacej powinna byc operatorowi prezentowana. Zwrocmy uwage ze logika - program dodatkowego PLC dla automatyzacji systemu jest sredniego stopnia komplikacji.
Po aktywacji po okresie odstawienia system przymyka rozruchowy zawor R oraz rozlacza sprzeglo hydrokinetyczne e-pompy aby ulatwic ciezki rozruch poteznego silnika elektrycznego e-pomy wody.
Po zalaczeniu silnika e-pompy regulator "e" bedzie w miare wzrostu cisnienia otwieral zawor rozruchowy R a regulator "k" zwiekszal obroty e-pompy az do osiagniecia wartosci zadanej przeplywu. Przy odpowiednich temperaturach roboczych pary system podaje pare turbinie napedzajacej t-pompe ( decyduje o tym takze ustawiony priorytet dla pomp ) i po przejeciu obciazenia wylacza silnik e-pompy. W razie awari turbiny lub t-pompy e-pompa moze byc aktywowana ale jej moc jest ograniczona i blok moze pracowac tylko z niepelna moca.
Zatem autonomiczny system dostarczajacy wode zasilajaca dostaje wartosc zadana ilosci wody zasilajacej i generuje informacje o ewentualnym powodzie nie wykonania zadania.
Sygnal nasycenia regulatora PI-PID ( swiadczy o niemoznosci wykonania zadania ) moze w szczegolnosci zatrzymywac calkowanie w regulatorze nadrzednym.
Generowana wartosc zadana powinna byc zawsze wykonywalna i jesli przy normalnej sprawnosci urzadzen nie jest czesto wykonywana to wadliwy jest algorytm pracy warstwy nadrzednej.
Automatyczna prace bloku zapewnia wiec tylko dokladnie przemyslany, rozbudowany, zamkniety system regulacji.
Zachodnie koncerny wiedze i doswiadczenia z powstajacej automatyki zbieraja od lat trzydziestych gdy rozpoczeto automatyzacje elektrowni. Sa dwa aspekty sprawy - realizacyjny i algorytmiczny. Regulatory byly wpierw pneunatyczne a automatyka binarno - sekwencyjna i zabezpieczajaca przekaznikowa. Nastepnie dlugo krolowaly uklady analogowe i pozniej komputerowe DDC z rezerwa analogowa a teraz jest przejscie na regulatory i PLC z mikrokontrolerami i mikroprocesorami. Drugim aspektem sprawy sa same algorytmy. Przy przejsciu z systemu analogowego na programowy pierwsze algorytmy sa takie same i dopiero sie je bezpicznie ewolucyjnie ulepsza i rozbudowuje.
Systemy automatyki General Electric, Westinghouse czy Siemensa dzialaja nie dlatego ze ich inzynierowie sa geniuszami ale dlatego ze od wielu dekad gromadza wiedze i doswiadczenie. W krajach zapoznionych a w tym Polsce systemy automatyki slabo dzialaja lub wcale nie dzialaja bo wsiadniecie do jadacego pociagu nie jest latwe.
Pierwsze automatyczne centrale telefoniczne pracowaly juz pod koniec XIX wieku gdy Polski nie bylo na mapie!
Regulacja selekcyjna jest jak widac bardzo uzytecznym narzedziem zapewniajacym plynne, bezwstrzasowe zmiany konfiguracji petli regulacji. Wybierak ekstremum ( w implementacji programowej mozna tez wybrac mediane ) jest tani zarowno w realizacji analogowej jak i programowej. W Europie Zachodniej a w szczegolnosci Zachodnich Niemczech dominuje selektor ( albo kaskady sektorow jak w omawianych ukladach ) przed jednym regulatorem PI. Natomiast w kregu wplywu USA selektor umieszczany jest za wyjsciami regulatorow ciaglych ale przed aktuatorem. Oczywiscie trzeba w czasie gdy jeden regulator dominuje swoim wyjsciem zapanowac nad calkowaniem drugiego regulatora aby on mogl w miare szybko zadzialac a nie dopiero calkowac nasycony od ograniczania do strefy aktywnej. Z dwoma regulatorami nie mozna zastosowac kaskady wybierakow co jest powaznym mankamentem tego rozwiazania.
Na rysunku ukladu regulacji reaktora pokazano sygnal EF wspolny dla regulatora PC i regulatora FIC, ktory sluzy wzajemnemu uzgadnianiu stanow calkowania. Ekstremum a konkretnie minimum z wyjsc obu tych regulatorow wybiera blok FY.
Na rysunku pokazano zastosowanie regulacji selekcyjnej do kontroli procesu destylacji z automatyczna faza Start i Stop ! Jednym z podstawowych zastosowan regulacji selekcyjnej jest wlasnie automatyczny rozruch i odstawianie procesu. W przypadku gdy w duzej instalacji jest wiele procesow musi byc kilku operatorow aby nad caloscia zapanowac. Po zautomatyzowaniu rozruchu i odstawiania wystarczy jeden operator co ma potezny ciezar ekonomiczny. Gdy procesy sa nawzajem polaczone jak to jest w nowoczesnej petrochemi musza byc one zsynchronizowane i regulacja selekcyjna jest znow wygodnym narzedziem.
W przypadku analogowych regulatorow wbudowanych najprostsza regulacja selekcyjna jako kulturalne ograniczenie moze trywialnie sprowadzic sie do zastosowania jednego lub kilku elementow, ktore przy analizie mozna przeoczyc co uniemozliwi zrozumienie algorytmu dzialania systemu.
Monitoring jest bierny. Operator obserwuje przyrzady ze stanami procesu lub ekran komputera systemu kontrolnego lub ekran monitora kamery. Operator podejmuje decyzje i zapewnia ich wykonanie.
System Alarmow informuje o przekroczeniu granicznych stanow procesu lub ich kombinacji w okreslonym kontekscie. Operator powinien potwierdzic Alarm "kasujac" go ale alarm nadal wskazuje istnienie stanu zabronionego az do czasu gdy zostanie usunieta przyczyna. Operator powinien zmienic konfiguracje procesu na alternatywna i bezpieczna lub proces wlasciwie odstawic. Musi wezwac serwis ktory usunie przyczyny niedopuszczalnego stanu rzeczy. W przypadku Alarmow o najwyzszym priorytecie jak Overspeed czyli przekroczenie dopuszczalnej predkosci grozace natychmiastowym uszkodzenium turbiny lub silnika diesla lub granicznych stanow reaktora jadrowego sygnal natychmiast rownolegle odcina pare i paliwo lub opuszcza prety wygaszajace reakcje powielania w reaktorze lub podejmuje podobna akcje.
Komputer zastosowano po raz pierwszy do sterowania rafinerii w Port Artur juz w 1959 roku. Minikomputer realizujacy zadanie DDC ( Direct Digital Control ) czyli Bezposredniego Sterowania Cyfrowego ma podsystem wejsc i wyjsc analogowych i binarnych. Dominujacy w produkcji minikomputerow koncern DEC do swojej rodziny PDP-11 produkowal moduly z analogowymi i cyfrowymi wejsciami i wyjsciami. Powaznym problemem byly zaklocenia sygnalow z sensorow.
Blok energetyczny o mocy 1300 MW ma okolo 120 obwodow regulacji, 1500 pomiarow i okolo 2800 sensorow binarnych. Ale najwazniejszych jest zaledwie 12 specyficznych ( podobnych do juz pokazanych ) typow petli regulacji.
W pierwszej polowie lat siedemdziesiatch kazdy duzy zachodni koncern elektrotechniczno - elektroniczny mial wlasny produkowany przez siebie minikomputer a na nim system programowania systemow automatyki przemyslowej. Bardzo czesto uzywano odmian wzbogaconego o specyficzne funkcje Fortranu.
Wada DDC bylo obezwladnienie procesu przemyslowego w momencie awarii minikomputera lub jego programu co bylo sporym wyzwaniem dla obslugi. Totez stosowano specjalne analogowe regulatory PI-PID. Gdy komputer nie dawal znaku zycia sygnalem ogole nazwanym HeartBeat ( na przyklad w okreslonym czasie nie przysylal sygnalu do regulatora lub stacyjki ) regulator analogowy sie aktywowal z ustawiona na stacyjce z serwomechanizmem wartoscia zadana lub ustawianym recznie potencjometrem przejmujac sterowanie.
Poniewaz prace prowadzone w Polsce nie dawaly efektow w 1975 roku zakupiono ( rzekomo za okolo 70 mln owczesnych dolarow a wiec drogo ) od amerykanskiego koncernu Honeywell system licencyjny Vutronic nazwany w Polsce Eftronik produkowany byl - jest (?) przez Mera-Pnefal. Stacyjka adresowana 36717 w modzie S pracuje z komputerem w modzie sterowania nadrzednego a w modzie A jako konwencjonalny regulator PI. Stacyjka DSC typu 36787 moze pracowac w komputerowym systemie nadrzednym lub przy awarii komputera z wartoscia zadna nastawiona recznie ale w pierwszym okresie pracuje z wartoscia zadana nastawiona zdalnie przez komputer. Poniewaz w zasadzie nie uruchomiono produkcji systemu DDC zakup ten byl zupelnie niecelowy. Poniewaz jest to strasznie przestarzale pomijamy to milczeniem.
Siemens jako narodowy koncern elektrotechniczny Niemiec ( oficjalnie zachodnich a faktycznie calych jako ze po cichu pomaga NRD jak tylko moze ) minikomputer procesowy Prozzesrechner 300 ( sredniej wydajnosci w technologii TTL i pamieci ferrytowej ) przeznaczyl do roli DDC. System 300 w linii Teleperm to regulatory analogowe przeznaczone do pracy w charakterze analogowej rezerwy w systemie DDC.
Komputer moze sie uszkodzic wymagajac fizycznej naprawy co jest rzadkie. Czestsze sa bledy logiczne i bledy programu. Stopa bledow pamieci ferrytowej zalezy od jej dopracowania. Bledy w pamieciach polprzewodnikowych i ukladach logicznych prawdopodobnie wywoluje wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne. Blad moze wywolac bardzo silne zaklocenie elektromagnetyczne EMC.
Programy czasu rzeczywistego sa aktywowane przerwaniem zegarowym co okreslony czas. Pierwsza czynnoscia programu jest ustalenie na chwile lub zmiana co okres stanu portu watchdog-a co powstrzymuje generator Watchdog podajacy sygnal Reset i komputer normalnie dziala. Gdy maszyna sie zawiesi jest resetowana z czestotliwoscia rzedu 2-10 Hz az do skutku. Aktywowanie sie Watchodog-a moze tez blokowac wyjsciowe porty systemu aby nie doszlo do wyrzadzenia szkody kontrolowanemu procesowi. Bardziej zlozony Watchdog moze wymagac aby impulsy przychodzily w okreslonym czasie. Watchdog jest dosc prostym ukladem analogowym "Resetu" ale moze byc scalony jak w mikrokontrolerze Philips 50552 bedacym mocno rozbudowanym o wydajne peryferia procesorem Intel 8051. W komputerze rodzaju nie Real Time okresowe przerwanie zegara aktywuje przynajmniej skanowanie klawiatury. W gruncie rzeczy zaden nie uszkodzony fizycznie komputer, nawet najprostszy, nie ma prawa sie zawiesic ignorujac operatora i owo zawieszenie - martwota wynika z lenistwa programistow systemu bowiem jest do obsluzenia kolejny proces. Funkcja skanujaca klawiature musi bowiem stwierdzic czy nie jest nacisnieta specjalna kombinacja klawiszy oznaczajaca awaryjne zadanie dostepu do systemu operacyjnego i gdy wystapila ma odebrac sterowanie - czas programowi i dac go systemowi operacyjnemu i operatorowi.
Zbudowane w oparciu o mikroprocesory mikrokomputery szybko osiagnely wydajnosc dawniejszych minikomputerow. Pojawily sie jedno i wielopetlowe sterowniki wykonujace funkcje regulatorow PI-PID oraz funkcje logiczne.
Powstaje problem do optymalizacji ilosci obslugiwanych wejsc i wyjsc. Urzadzenie niezaleznie od pojemnosci I/O ma obudowe i zasilacz oraz czesc centralna z szeregowym interfejsem komunikacyjnym i Wachodog - jesli jest stosowany choc powinien . Musi byc gdzies zamontowane i przylaczone do sieci energetycznej oraz sieci szeregowej komunikacji.
Im wiecej urzadzenie obsluguje I/O tym wieksza jest srednia dlugosc polaczen do sensorow i aktuatorow i efektywny ich koszt. Ale na przyklad koszt szafki przylaczeniowej rosnie dosc wolno w funkcji ilosci obslugiwanych kabli i przewodow. Wiecej jest tez w razie awarii zadan do recznego wykonywania.
Z drugiej strony duza ilosc malych pojemnoscia urzadzen obslugujacych malo procesowych I/O powoduje rozbudowe sieci lacznosci cyfrowej i szybko wzrost jej awaryjnosci. Poniewaz juz jedno urzadzenie jest w stanie zablowac linie lacznosci trzeba ich dac wiecej ( takze rozbudowa komputera operatora ) i urzadzenia wyposazyc w podwojny interfejs komunikacyjny co jest kosztowne.
Ile mikrokontrolery - mikroprocesory moga obsluzyc normalnych, wolnych binarnych I/O ? Trudno jest odpowiedziec na takie pytanie jako ze rozpietosc wydajnosci maszyn i programow jest juz ogromna a dodatkowo niektore maszyny maja instrukcje z adresacja bitow co wzmaga wydajnosc. Z danych opublikowanych przez IBM wynika ze dla najlepszego do najgorszego programisty w zespole, szybkosc programu wynosi 1:13, rozmiar programu 1:5 a czas programowania jak 1:25.
Zdaniem autora nalezy czytac tylko najlepszych autorow i analizowac najlepsze zrodla. Rekordowa liczbe Noblistow ma Bell Laboratories. W 1965 roku Bell uruchomil pierwsza centrale telefoniczna EES No 1 ( Electronic Switching System ) ktora jest centrala elektromechaniczna a wiec nazwa ESS jest mylaca, ale ze sterowaniem komputerem. BSTJ przynosi bardzo obszerne szczegolowe, detaliczne omowienie. Centrala o maksymalnej pojemnosci 2^16 (=65536 ) abonentow maksymalnie zestawia jednoczesnie 8192 polaczenia i monitoruje akcje wybierania impulsowego probkowanego co 20 ms przez 1024 abonentow. Wykonany na tranzystorach komputer wykonuje 250 tysiecy rozkazow na sekunde a wiec niewiele. Komputer ma wyspecjalizowane rozkazy ale taka wydajnosc tlumaczy tylko genialne rozwiazanie programow oraz I/O. Co wiecej komputer swiadczyl tez roznych uslug, ktorych ilosc stopniowo doszla do 500 ! W drugiej polowie lat siedemdziesiatych Bell zastapil ten procesor dwoma swoimi mikroprocesorami 8 bitowymi NMOS. Dla odmiany procesor ELS w koncentratorze centrali E-10 zbudowany na ukladach TTL o glowe szybszych niz logika ESS No1 obslugiwal jedynie 512 lini abonentow. Widac wiec ze w rzyczywistosci jest o wiele gorzej niz w zespolach IBM.
W PLC sygnaly wejsciowe ( drgania stykow sensorow BINARNYCH i zaklocenia EMC ) moze odfiltrowac z zaklocen obwodem RC lub gdy procesor jest "silny" prostym programowym filtrem medianowym.
Standardowe transoptory tanieje i sa coraz bardziej popularne. Stad ich popularne uzycie na wejsciach systemu "24Vdc" sterownikow PLC. Pamietac jednak nalezy ze uzycie wspolnego zasilacza "24V" czyni izolacje wejsc binarnych zupelnie iluzoryczna. Bardzo skuteczna ochrone wejsc NOS / CMOS stanowi duzy opornik na wejsciu. Bardzo czesto mikrokontrolery maja na wejsciach binarnych potrzebna dla eliminacji zaklocen histereze. Natomiast przy sygnalach logicznych 110Vac czy 220 Vac uzycie do izolacji transoptorow jest konieczne.
System powinien miec do uzycia w budowanym programie PLC gotowe ( stworzone w asemblerze ), czesto stosowane funkcje. Z jednej strony mocno przyspieszy to program a z drugiej strony ulatwi, potani i przyspieszy konstrukcje. Na atrakcyjnosc kazdego urzadzenia z mikrokomputerem sklada sie tez atrakcyjnosc oferowanego oprogramowania
Typowym zadaniem PLC jest operowaniem silnikiem asynchronicznym czy innym zasilanym z sieci urzadzeniem.
Funkcja "Motor1" otrzymuje od programu uzytkowego PLC statyczny sygnal RUN. Po jego ustawieniu wysyla do startera przy silniku sygnal ON przez maksymalnie pol sekundy a po zaniku sygnalu Run wysyla przez pol sekundy sygnal OFF. Ze startera PLC - funkcja otrzymuje logiczne sygnaly Run, Local i Failure. Run to styk pomocniczy kontaktora czyli stycznika. Local to stan przelacznika do miejscowej operacji lokalnej przez operatora a Failure to stan mikroprzelacznika na trojfazowym bezpieczniku topikowym zasilajacym poprzez Starter silnik lub inny odbiornik. Funkcja generuje zmienne wyjsciowe wskazujaca na awarie lub sterowanie lokalne.
Zamiast kontaktora funkcja Motor2 moze uzywac CB czyli Circuit Breaker, ktore to okreslenie nie ma sensownego polskiego odpowiednika jak ze Wylacznik nie oddaje wiernie istoty sprawy. W tym wypadku funkcja musi wpierw wyslac CB startera zadanie Arm napiecia - uzbrojenia jego sprezyny i po czasie nie otrzymujac sygnal Ready ustawic zmienna wyjsciowa wskazujaca ta awarie.
Funkcja Motor3 operuje silnikiem dwubiegowym otrzymujac w programie sygnaly RUNH i RUNL od High i Low
Funkcja Motor4 operuje silnikiem dwukierunkowo otrzymujac w programie sygnaly RUNU i RUND od Up i Down.
Kolejne funkcje moga sprawdzac czy po zadanym czasie od uruchominia silnika sygnal analogowy z wspolpracujacego sensora ma opowiedni minimalny / maksymalny poziom
Majac rozbudowana biblioteke podobnych funkcji dla PLC lub komputera procesowego przykladowo latwo i szybko stworzymy program do operowania kilkoma pompami lub kompresorami w ukladzie z rezerwa a przy tym elastycznie reagujacym na zapotrzebowanie pilnujacym z histereza zakresu cisnienia w zbiorniku.
Na koszt ukladu elektronicznego sklada sie m.in. koszt elementu elektronicznego, koszt okupowanego przez niego fragmentu plyty drukowanej PCB i koszt montazu tego elementu. W trwajacej obecnie bezlitosnej swiatowej ofensywie przemyslowej, Japonia zalewa rynki Zachodu i swiata wysokiej jakosci (sa tez sredniej jakosci ) odbiornikami TVC i wszelka elektronika. Sukces ma bardzo silny fundament. W Japonii masowo produkuje sie male, malej mocy rezystory, kondensatory i dlawiki-cewki wygladu opornika. Tak gdzie moc rezystora jest nieistotna a jest to ogromna wiekszosc zastosowan oszczedzamy powierzchnie i rozmiar PCB. Koncerny Japonii produkuja tez "przewlekane" uklady scalone w gestym rastrze 0.07 cala a nie standardowe 0.1 cala. W efekcie prosty - standardowy 21 calowy odbiornik TVC z kineskopem 90 Deg nie wymagajacym korekcji Pincushion jest w calosci zbudowany na jednej duzej plycie drukowanej uzupelnionej o katowa przednia plytke PCB do przyciskow ! Mikrokontroler z Wyswietlaniem na Ekranie OSD ( On Screen Display ) i synteza napieciowa do przestrajania glowicy jest w gestej obudowie 52 DIL. Aby uniknac stosowania znacznie drozszej dwustonnej PCB stosowanych jest duzo drutow - jumperow o takim samym rastrze jak inne elementy elektroniczne i tez montowane automatycznie. W masowo produkowanych jednostronnych plytach drukowanych PCB otwory nie sa wiercone wiertartka numeryczna CNC ale sa sztancowane co jest znacznie tansze i wydajniejsze. W Japonii produkuje sie 80% swiatowej pojemnosci pamieci RAM i ROM !
Zachodnia Europa i USA zdaja sie zyc zludzeniami ale smutna prawda jest taka ze po wyparciu kogos z jego nowoczesnej produkcji na jego wlasnym rynku bardzo trudno jest "wsiasc do jadacego pociagu". USA predzej czy pozniej zastosuja grube srodki w stosunku do gospodarczej agresji Japonii ale widac ze Europa Zachodnia odstaje technologicznie od swiatowych liderow a co dopiero Wschodnia.
N.B Polska majac kupiona od RCA fabryke kineskopow kolorowych prowinna odbiorniki TVC produkowac milionami i ekportowac te odbiorniki gdzie tylko sie da. Szkoda jaka Polska ponosi z powodu nieudacznictwa CEMI ktore nie potrafi niemal niczego nowoczesnego wyprodukowac jest potworna w czasie zachodniego embarga technologicznego.
Dobry przyklad jest wart wiecej niz tona teorii. Wrocmy do omawianego systemu doplywu wody zasilajacej w bloku energetycznym. Kilkumegawatowy silnik asynchroniczny srednego napiecia o obrotach synchronicznych 3000 na minute wolno uruchomic tylko raz na godzine dlatego ze generalnie rozruch silnka asynchronicznego z pradem rozruchu 5.5- 7 In jest bardzo ciezki. Izolacja silnikow i transformatorow starzeje sie tym szybciej im wyzsza jest temperatura. W energetyce silnik i transformator maja pracowac po 20 lat i dluzej. Temu przegrzanemu silnikowi pozornie "nic sie nie stanie" jak uruchomimy go pare razy na godzine tylko ze jego zywotnosc spadnie z oczekiwanych 20 lat do kilku lat.
Program PLC w reakcji na przyslany laczem szeregowym rutynowy rozkaz zalaczenia tego silnika sprawdza stan krancowki serwomechanizmu sprzegla hydrokinetycznego i jesli nie jest aktywna zalacza silnik serwo ( normalnie operowane regulatorem krokowym ) aby osiagnac stan krancowy. Gdy w zadanym czasie nie osiagnie stanu krancowego generuje Alarm. Wowczas operator lub program moze w wyjatkowej sytuacji przyslac rozkaz bezwzglednego zalaczenia. Gdy do zalaczenia silnika uzywany jest Circuit Breaker, program wydaje juz przy oczekiwaniu na krancowke serwo, rozkaz uzbrojenia CB jego wbudowanym silniczkiem. Gdy w zadanym czasie nie nadejdzie potwierdzenie od pomocniczego styku CB napiecia sprezyny w CB generowany jest Alarm. I znow operator lub program moze kazac wlaczyc CB bo byc moze uszkodzony jest obwod monitoringu CB napiecia sprezyny. Operator moze tez telefonicznie lub radiotelefonicznie wyslac pracownik aby recznie zalaczyl CB lub Kontaktor i zobaczyl co sie tam dzieje.
Na rysunku pokazano ze mierzony przkladnikiem prad silnika po wyprostowaniu i filtracji po odjeciu wartosci maksymanje f i wzmocnieniu g jest podany do wybieraka minimum i operuje reulatorem krokowym "i". Gdy prad silnika jest za duzy sprzeglo jest poluzowane. Ale spotykany jest do ochrony silnikow obserwator temperatury silnika realizowany jako calka z kwadratu pradu z zapominaniem ze stala czasowa termiczna silnika. Dzieki temu mozna chwilami mocno obciazac silniki sewomechanizmow bez obawy ich zniszczenia . W uzwojeniu silnika mozna umiescic analogowe sensory NTC lub prawie binarne PTC. Izolacja ich musi byc bardzo pewna i dlatego stosowany jest podwojnie teflon aby nawet w czasie silnego przegrzania nie doszlo do przebicia izolacji sensora. Sam sensor temperatury nie jest wprost dolaczony do PLC ale poprzez specjalny "izolator" sygnalu. Jednak zastosowanie sensora temperatury w uzwojeniu silnika sredniego napiecia nie jest praktykowane i konieczny jest obserwator temperatury uzwojenia. Filtracje w nim mozna uproscic stosujac synchroniczne z siecia probkowanie sygnalu z niego ! Po rozruchu w opisany sposob system regulacji dba o bezpieczenstwo pomp SOA i nieprzeciazanie silnika.
Mankamentem sprzegla hydrokinetycznego umieszczonego miedzy silnikiem a pompa wody jest to ze poslizg zamienia sie w cieplo przejmowane przez olej. Poslizg wystepuje niestety nawet przy najwiekszym sprzegnieciu. Temperatura, poziom i cisnienie oleju w takim sprzegle moga byc monitorowane sensorami analogowymi lub binarnymi lub oboma naraz co daje pewna redundancje. W normalnym scenariuszu operacyjnym e-pompa pracuje do momentu gdy cisnienie pary na wyjsciu rozgrzewanego kotla pozwala uruchomic t-pompe napedzana turbina parowa i stopniowo zmniejszac moc e-pompy rozlaczajac sprzeglo. W normalnym scenariuszu temperatura oleju czyli sprzegla hydrokinetycznego nie osiaga zabronionego poziomu ale skutkiem przedluzajacego sie rozruchu albo awaryjnej pracy z e-pompa gdy uszkodzona jest t-pompa lub turbina moze niepokojaca temperature osiagnac i musi aktywowac sie alam ale moze byc tez uzyty wczesniejszy niskiego priorytetu pre-alarm aby operator nie byl za kilka minut nieprzyjemnie zaskoczony sytuacja podbramkowa. Sprzeglo hydrokinetyczne moze miec swoj system chlodzenia i znow sensory binarne i analogowe.
Normalnie gdy prawie wszystko jest sprawne cala rozbudowana sekwencja - procedura rozruchu bloku powinna automatycznie przejsc gladko z malym interwencjami operatora. Gdy jest wystaczajaco duzo pamieci na dysku komputera mozna zapisac kluczowe parametry analogowe i binarne w czasie calego procesu rozruchu. Zadaniem programu i operatora jest "odsiac ziarno od plew". Przy podanej wielkiej ilosci sensorow analogowych oraz binarnych i ilosci "wykonawcow" oraz ogromnej ilosci sytuacji zawsze cos moze byc niesprawne. Wedlug zasady "No Panic" nie wolno gwaltownie wylaczyc bloku z blachego powodu i zatrzasc cala siecia energetyczna panstwa ale z drugiej strony musi byc reakcja na makabryczne zagrozenie gdy wibruje silnik pompy wody obiegowej reaktora jadrowego lub cos dziwnego dzieje sie z reaktorem jadrowym. Tak samo jak w zyciu reakcja musi musi byc proporcjonalna i adekwatna do sytuacji. Policjant - milicjant musi byc odpowiednio wyszkolony tak jak operator procesu. Musi nad opryszkiem lub bandyta gorowac psychika, sila - wyszkoleniem w sporcie walki i organizacja. Brytyjski policjant nie ma ze soba broni palnej bo jest mu niepotrzebna. Nonsensem byloby strzelanie w miescie do uciekajacego pieszo lub samochodem zlodzieja sklepowego czy drobnego opryszka.
W pokazanym systemie wody zasilajacej sa trzy krokowe regulatory PI oraz 6 "systemowych" sensorow cisnienia i przeplywu ale pomocniczych sensorow analogowych i binarnych jest wiecej. Wedle ogolnych proporcji kontroler moze miec 16 wejsc analogowych, 64 wejscia binarne i 32 wyjscia binarne. Dla idei przeplotu czesc zasobow kontrolera moze obslugiwac czesc sensorow binarnych innego systemu - z wzajemnoscia. Wowczas przy awarii jednego kontrolera jednak operator ma jakis obraz fragmentu procesu z innych kontrolerow.
Dlugie sekwencje rozruchowe sa pospolite w przemysle ale nie tylko tam. Odliczanie do startu amerykanskiego wahadlowca kosmicznego trwa az 43 godziny. Sekwencja startowa ma liczne przerwy pozwalajace ewentualnie usuwac dostrzezone usterki oraz dostosowac sie do pogody. Przykladowo tankowanie paliwa do zbiornikow kriogenicznych rozpoczyna sie 6 godzin przed startem. Lacznie sprawdzanych jest kilkaset parametrow i dokonywanych jest kolejno kilkadziesiat uruchomien roznych urzadzen. Nawet po sekwencyjnym zaplonie trzech silnikow glownych SSME mozna jeszcze przerwac start wahadlowca co zreszta wielokrotnie mialo miejsce.
Zaleta regulatora krokowego jest latwosc zintegrowania go w duza, uzyteczna calosc obiektu.
Bardzo ciekawy artykuł
OdpowiedzUsuńWitam
UsuńJak widać wiele technologi jest juz ustabilizowanych od lat !