آیا می توان از PLC های عمومی در صنایع شیمیایی استفاده کرد؟ - وبلاگ

آیا می توان از PLC های عمومی در صنایع شیمیایی استفاده کرد؟ این سوالی است که اغلب در بحث های مربوط به اتوماسیون و سیستم های کنترل در بخش تولید مواد شیمیایی مطرح می شود. به عنوان یک تامین کننده عمومی PLC معتبر، من به توانایی های PLC های عمومی و الزامات منحصر به فرد صنایع شیمیایی آشنا هستم، بنابراین می خواهم به جزئیات این موضوع را بپردازم.

مقدمه ای بر PLC های عمومی

کنترلرهای منطقی قابل برنامه ریزی عمومی (PLC) کامپیوترهای دیجیتال صنعتی هستند که برای اتوماسیون فرآیندهای مختلف صنعتی طراحی شده اند. آنها به دلیل استحکام، قابلیت اطمینان و قابلیت برنامه ریزی شناخته شده اند. این دستگاه ها می توانند طیف وسیعی از سیگنال های ورودی و خروجی مانند سیگنال های آنالوگ و دیجیتال را کنترل کنند و عملیات منطقی، توابع مبتنی بر زمان و محاسبات حسابی را اجرا کنند.

انواع مختلفی از PLC های عمومی در بازار موجود است که هر کدام ویژگی ها و مزایای خاص خود را دارند. به عنوان مثال،CAN Bus PLCیک پروتکل ارتباطی با سرعت بالا و قابل اعتماد ارائه می دهد که برای برنامه هایی مناسب است که در آن انتقال داده ها در زمان واقعی بسیار مهم است. را485 پالس PLCبه دلیل حالت ارتباطی ساده و مقرون به صرفه خود به خوبی شناخته شده است، و آن را به یک انتخاب محبوب برای بسیاری از کاربردهای صنعتی در مقیاس کوچک تا متوسط تبدیل می کند. رااتوبوس EtherCAT PLCسرعت ارتباط بسیار سریع و هماهنگ سازی با دقت بالا را ارائه می دهد که می تواند الزامات سیستم های کنترل با عملکرد بالا را برآورده کند.

الزامات صنایع شیمیایی

صنایع شیمیایی در مورد سیستم های اتوماسیون و کنترل دارای الزامات بسیار خاصی هستند:

ایمنی

ایمنی در صنایع شیمیایی از اهمیت بالایی برخوردار است. فرآیندهای شیمیایی اغلب شامل مواد خطرناکی مانند مواد شیمیایی قابل اشتعال، مواد منفجره یا سمی هستند. یک خطای کوچک در سیستم کنترل می تواند منجر به حوادث جدی از جمله آتش سوزی، انفجار و نشت مواد شیمیایی شود. بنابراین، سیستم کنترل باید بتواند شرایط غیرعادی را به موقع تشخیص دهد و اقدامات ایمنی مناسب مانند خاموش کردن فرآیند یا فعال کردن وسایل ایمنی را انجام دهد.

دقت

واکنش های شیمیایی اغلب به متغیرهای فرآیند مانند دما، فشار، سرعت جریان و مقدار pH بسیار حساس هستند. حتی انحرافات کوچک از مجموعه - نقاط می تواند بر کیفیت محصول نهایی تأثیر بگذارد یا در برخی موارد باعث شکست واکنش شود. در نتیجه، سیستم کنترل باید قادر به تنظیم دقیق این متغیرها باشد تا از پایداری و کیفیت فرآیند شیمیایی اطمینان حاصل کند.

قابلیت اطمینان

تولید مواد شیمیایی معمولاً یک فرآیند مداوم است. هرگونه خرابی در سیستم کنترل می تواند منجر به خسارات اقتصادی قابل توجهی شود. سیستم کنترل باید از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشد و توانایی کار مداوم برای مدت طولانی بدون خرابی را داشته باشد. همچنین باید دارای اجزاء اضافی و سیستم های پشتیبان باشد تا اطمینان حاصل شود که حتی در صورت خرابی جزء می تواند به کار خود ادامه دهد.

سازگاری

صنایع شیمیایی اغلب از تجهیزات و ابزارهای مختلف مانند حسگرها، محرک ها و آنالایزرها استفاده می کند. سیستم کنترل باید با این دستگاه‌ها سازگار باشد تا از یکپارچگی و تبادل داده‌ها اطمینان حاصل شود.

مناسب بودن PLC های عمومی برای صنایع شیمیایی

مزایا

قابلیت برنامه ریزی: PLC های عمومی بسیار قابل برنامه ریزی هستند. آنها را می توان به راحتی پیکربندی و برنامه ریزی کرد تا نیازهای خاص فرآیندهای شیمیایی مختلف را برآورده کنند. به عنوان مثال، آنها را می توان برای پیاده سازی الگوریتم های کنترل پیچیده، مانند کنترل PID، برای تنظیم دقیق متغیرهای فرآیند برنامه ریزی کرد. این انعطاف‌پذیری به تولیدکنندگان مواد شیمیایی اجازه می‌دهد تا سیستم‌های کنترلی خود را مطابق با نیازهای تولیدی خود سفارشی کنند.
استحکام: این PLC ها برای کار در محیط های صنعتی خشن طراحی شده اند. آنها می توانند دماهای بالا، رطوبت، گرد و غبار و تداخل الکتریکی را که در کارخانه های شیمیایی رایج است، تحمل کنند. این آنها را برای استفاده در صنایع شیمیایی مناسب می کند، جایی که شرایط عملیاتی می تواند بسیار چالش برانگیز باشد.
هزینه - اثربخشی: در مقایسه با برخی از سیستم های کنترل تخصصی، PLC های عمومی نسبتا مقرون به صرفه هستند. آنها تعادل خوبی بین عملکرد و هزینه ارائه می دهند و آنها را به گزینه ای جذاب برای تولید کنندگان مواد شیمیایی، به ویژه برای شرکت های کوچک تا متوسط تبدیل می کند.

محدودیت ها

ویژگی های مربوط به ایمنی: اگرچه PLC های عمومی را می توان برای اجرای عملکردهای ایمنی اولیه برنامه ریزی کرد، اما ممکن است تمام ویژگی های ایمنی پیشرفته مورد نیاز صنایع شیمیایی را نداشته باشند. به عنوان مثال، برخی از فرآیندهای شیمیایی به PLC های دارای رتبه ایمنی نیاز دارند که برای مطابقت با استانداردهای ایمنی سختگیرانه، مانند الزامات SIL (سطح یکپارچگی ایمنی) طراحی شده اند. PLC های عمومی ممکن است نیاز به تکمیل با دستگاه ها یا سیستم های ایمنی اضافی برای اطمینان از ایمنی فرآیند شیمیایی داشته باشند.
کنترل با دقت بالا: در برخی از فرآیندهای شیمیایی با دقت بالا، مانند تولید مواد شیمیایی با خلوص بالا، PLC های عمومی ممکن است نتوانند سطح دقت مورد نیاز را ارائه دهند. سیستم های کنترل تخصصی با وضوح بالاتر و زمان پاسخ سریعتر ممکن است در این موارد مورد نیاز باشد.

چگونه بر محدودیت ها غلبه کنیم

افزایش ایمنی: برای افزایش ایمنی PLC های عمومی در صنایع شیمیایی می توان از دستگاه ها و سیستم های ایمنی اضافی همراه با PLC ها استفاده کرد. به عنوان مثال، رله های ایمنی، دکمه های توقف اضطراری و آشکارسازهای گاز را می توان در سیستم کنترل یکپارچه کرد. علاوه بر این، پروتکل‌های ارتباطی دارای رتبه ایمنی می‌توانند برای اطمینان از انتقال مطمئن داده‌های مرتبط با ایمنی استفاده شوند.
کنترل با دقت بالا: برای کاربردهای با دقت بالا، PLC های عمومی را می توان با سنسورها و محرک های پیشرفته ترکیب کرد. این دستگاه ها می توانند اندازه گیری و کنترل دقیق تری از متغیرهای فرآیند را ارائه دهند. علاوه بر این، الگوریتم های کنترل پیشرفته را می توان در PLC ها برای بهبود دقت کنترل پیاده سازی کرد.

مطالعات موردی

موارد موفق زیادی از استفاده از PLC های عمومی در صنایع شیمیایی وجود دارد. به عنوان مثال، در یک کارخانه شیمیایی در مقیاس کوچک برای تولید آفت کش ها، یک کلی485 پالس PLCبرای کنترل فرآیند اختلاط استفاده شد. PLC برای کنترل نرخ جریان مواد خام مختلف و زمان اختلاط برنامه ریزی شد. این راه حل ساده و مقرون به صرفه به کارخانه کمک کرد تا راندمان تولید و کیفیت محصول را بهبود بخشد.

در مورد دیگر، یک شرکت شیمیایی در مقیاس بزرگ استفاده کرداتوبوس EtherCAT PLCدر فرآیند تقطیر آن ارتباطات پرسرعت و قابلیت های هماهنگ سازی با دقت بالا EtherCAT Bus PLC این شرکت را قادر می سازد تا دما و فشار را در ستون های تقطیر به طور دقیق کنترل کند و در نتیجه بهبود قابل توجهی در راندمان جداسازی و خلوص محصول ایجاد کند.

نتیجه گیری

به طور خلاصه، PLC های عمومی را می توان در صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار داد و مزایای بسیاری مانند قابلیت برنامه ریزی، استحکام و مقرون به صرفه بودن را ارائه می دهد. با این حال، آنها همچنین دارای محدودیت هایی هستند، به خصوص از نظر ایمنی و کنترل با دقت بالا. با ترکیب PLC های عمومی با دستگاه های ایمنی اضافی و سنسورها و محرک های پیشرفته و با پیاده سازی الگوریتم های کنترلی پیشرفته، می توان بر این محدودیت ها غلبه کرد.

اگر در صنایع شیمیایی هستید و در نظر دارید از PLC های عمومی برای سیستم های اتوماسیون و کنترل خود استفاده کنید، توصیه می کنم با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما می توانند بر اساس نیازهای خاص شما، مناسب ترین راه حل های PLC را به شما ارائه دهند. ما متعهد هستیم که به شما کمک کنیم کارایی تولید، کیفیت محصول و سطح ایمنی خود را بهبود ببخشید.

مراجع

کراوس، جی (2007). کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی: اصول و کاربردها الزویر.
Miller, RE (2016). طراحی سیستم جاسازی شده: مدل سازی، تحلیل و شبیه سازی. اسپرینگر.
اسمیت، بی تی (2018). اتوماسیون صنعتی: ادغام چشم انداز، رباتیک و کنترل مطبوعات CRC.