Стан безпечного відключення живлення: після відключення електроенергії

Виявлення відключення електроенергії - невеликого чи великого - це лише частина битви за ваше обладнання.

відключення

Щоразу, коли ви замовляєте клапан або налаштовуєте програмований привід, ви вказуєте безпечний стан, в який перейде обладнання в разі відключення електроенергії. Зазвичай двигуни просто зупиняються, а клапани часто рухаються за допомогою пружин або інших накопичувальних енергетичних пристроїв. У деяких закладах є акумуляторні батареї, що дозволяють забезпечити впорядковане, контрольоване відключення. Інші мають окремі системи безпеки, які гарантують, що все проходить найбезпечнішим чином.

Після відключення електромережі система не працює, і енергія не виділялася таким чином, щоб загрожувати людям або майну. Хороша робота. Що тепер? Бліп! Потужність щойно повернулася.

Тепер нам доведеться мати справу з наслідками відключення електроенергії. Контролери живлять назад, ланцюги живляться, і система повинна бути в безпеці. Як правило, протокол повинен залишити все обладнання в безпечному стані, доки щось зовнішнє для безпосереднього контролю не перевірить, чи все в порядку. Ця зовнішня сутність може бути системою, що контролюється безпекою, або це може бути оператор, який проходить процес і натискає кнопку скидання.

Що, якби у нас було відключення електроенергії і цього ніхто не помітив?

Як ми визначаємо відключення електроенергії? Це падіння напруги? Моя стереосистема може впасти в автономному режимі, якщо моє номінальне значення 120 В змінного струму впаде до 100 В змінного струму, але моя лампа розжарювання може працювати нормально (якщо тьмяніє) при 70 В перем. Кожен пристрій має різні вимоги до напруги, тому може бути важко точно визначити мінімальну напругу. Як щодо часу? Зрозуміло, якщо електроенергія відключається протягом години, ви б назвали це відключенням. Як би ви віднеслись до відключення, яке тривало один цикл, близько 17 мс? Блок живлення на моєму настільному комп’ютері може помітити, але мій вентилятор коробки точно не буде.

Виберіть падіння напруги на X% і тривалість циклів Y, або, можливо, продукт X * Y, що допускає зміни в обох, і ви щойно визначили власну метрику „відключення електроенергії”. На жаль, кожен пристрій на заводі має різні показники та свій унікальний спосіб визначити, коли він вважає, що сталося відключення. Як правило, ви не можете знати ці обмеження для кожного пристрою.

Коли перебої тривалі та глибокі, можна очікувати, що кожен пристрій помітить втрату та вимкнеться. Коли відключення дуже короткі та неглибокі, ви можете регулярно їх отримувати і ніколи не помічати, тому що все ваше обладнання може проїжджати епізод.

Що, якби у нас було відключення електроенергії і це помітили лише деякі?

Пристрій A помічає коротке відключення електроенергії. Сигнал включення клапана відпускається, а повернення пружини призводить його до безпечного стану. Після короткочасного відключення контролер знову в мережі, чекаючи, поки оператор натисне кнопку скидання, перш ніж клапан буде знову ввімкнено. Пристрій B не помічає однакового короткого відключення електроенергії, тому залишається в нормальному робочому режимі. Якщо пристрій A та пристрій B не здійснюють зв’язок або не пов’язані іншим способом, може легко виникнути небезпечна ситуація.

Кілька років тому на об'єкті, з яким я був пов'язаний, було кілька незалежних одноконтурних контролерів, що працювали на котлі. Коротке відключення електроенергії призвело до того, що деякі з цих контролерів перейшли в безпечний стан. Інші не помітили відключення і продовжували працювати в звичайному режимі. Справа пішла бурхливо, і цей котел раптом мав дещо іншу форму.

Як ми переконаємось, що всі це помічають?

Існує два способи переконатися, що всі пристрої залишаються вгору або вниз.

Перший - це знайти мінімальний інцидент, який помітить будь-яке обладнання, встановити датчик, який може виявити ці умови, і вбивати живлення до всього, коли ці умови дотримані. Все разом перейде в безпечний стан, за рахунок частих неприємних відключень усього обладнання.

Другий - встановити додатковий блок живлення, який буде відфільтровувати всі випадки, менші за той, який виводить кожен пристрій. Жоден пристрій не помітить відключення, поки відключення не стане достатньо великим, щоб усі помітили. Такі додаткові джерела живлення, як правило, надзвичайно дорогі.

Якщо ви не можете переконатись, що всі пристрої разом залишаються вгору або вниз, тоді рішенням має бути зв’язок. Пристрої, які помітили перебої, виконують свою функцію вимкнення. Пристрої, які не помічають відключення, повинні замість цього виявити функцію вимкнення інших пристроїв та вжити відповідних заходів. Ці мережі зв’язку та виявлення зв'язків, як правило, зростають дуже швидко, і взаємозв'язки між різними системами та областями процесів можуть стати дуже складними.

Ідеального рішення не існує.

Кожна ситуація різна, і кожна оцінка ризику різна. Те, що працює на моєму заводі, може бути абсолютно недоречним на вашому. Ключовим є визнання ризиків, які може спричинити невизначеність щодо відмов електромережі.

Події збою живлення - це не ситуації так/ні. Існує широкий діапазон, можливо, що слід враховувати. Якщо ви проігноруєте ці потенційні сфери ризику, ви можете виявити, що намагаєтесь пояснити, чому ця система зазнала буму.

Цей пост написав Роберт Хендерсон. Роберт - головний інженер в MAVERICK Technologies, провідний постачальник рішень для автоматизації, що пропонує промислову автоматизацію, стратегічне виробництво та послуги з інтеграції підприємств для переробних галузей. MAVERICK надає досвід та консультації у найрізноманітніших сферах, включаючи управління промисловою автоматизацією, розподілені системи управління, системи виконання виробництва, операційну стратегію, оптимізацію бізнес-процесів тощо.