무인 초임계 발전소에 얼마나 가까이 가까웠나요? 실패-안전한 PLC 순차 제어 설계에 대한 논의
"자동화"는 업계에서 과도하게 사용되는 전문 용어가 되었고, 대부분의 고객은 이러한 주장에 무관심해졌습니다. 실제로 많은 사람들이 자동화를 터치스크린 설치, 몇 가지 센서 추가, 원격 온도 및 압력 모니터링 활성화와 동일시하고 있습니다. 솔직히 말해서 이것은 단지 데이터 시각화일 뿐 실제 무인 작동은 아닙니다.
2년 전 우리는 식물 추출 클라이언트의 제어 시스템을 업그레이드했습니다. 기존 장비는 전적으로 수동 작업에 의존했습니다. 작업자는 아날로그 게이지를 관찰하여 추출 압력과 온도를 조정하고, CO2 흐름을 수동으로 조정했으며, 경험을 바탕으로 용매 회수 완료를 판단했습니다. 공장은 교대당 2명의 작업자가 3교대로 운영했는데, 작업자의 일상 업무는 압력 게이지를 지속적으로 모니터링하는 것이었기 때문에 각 교대 후 눈의 피로가 심했습니다.
시스템 업그레이드 이후에는 PLC 순차 제어 시스템이 대부분의 운영 절차를 대신했습니다. 그러나 고객이 업그레이드가 비용 효율적이라고 생각한 핵심 이유는-정교한 터치스크린이 아니라 섬세하고 실용적인 일련의 안전 설계 때문이었습니다.-
첫째, 압력-균형 스위칭 보호입니다. 초임계 추출에는 여러 추출 용기 간의 교대 작업이 필요합니다. 용기 A가 추출을 마치고 용기 B로 전환하면 전환 중 압력이 고르지 않아 순간적인 압력 차이가 발생하여 장비 씰이 손상됩니다. PLC 시퀀스에 압력 비교 논리를 추가했습니다. 전환 밸브는 두 용기 사이의 압력 차이가 0.5 MPa 미만인 경우에만 활성화될 수 있습니다. 이전에는 규제되지 않은 전환으로 인해 고객이 3개월마다 씰을 교체해야 했습니다. 업그레이드 후에도 원래 씰은 1년 넘게 기능을 유지했습니다.
둘째, 중복된 비상 감압 인터록입니다. 고압-시스템에는 안정적인 압력 완화 메커니즘이 필요하지만 막힌 환기는 매우 위험합니다. 시스템에 여전히 원자재가 포함되어 있고 내부 온도가 높게 유지되는 경우 급격한 감압으로 인해 재료가 튀거나 장비가 손상될 수 있습니다. 압력 완화를 위한 3가지 인터록 조건을 설정했습니다. 내부 온도가 60도를 초과할 때 환기 없음, 교반 작업 중 환기 없음, 환기 전 원격 작업자 확인 의무화입니다. 1초 안에 되돌릴 수 없는 위험을 유발하는 것보다 3초 동안 작업을 지연하는 것이 좋습니다.
셋째, 실수로 시작하는 것을 방지합니다. HMI 시작 버튼을 활성화하려면 3-초 동안 계속 누르고 있어야 하며 시스템은 시작 전에 밸브 위치, 압력 상태 및 온도 범위에 대한 전체 자체 검사를 자동으로 수행합니다.{5}} 클라이언트는 처음에 이 메커니즘이 번거롭다는 것을 알았습니다. 하지만 이 설계로 인해 안전 사고를 예방할 수 있었습니다. 현장 작업 중 유지보수 작업자가 실수로 시작 버튼을 터치했고 시스템이 전혀 응답하지 않았습니다. 3초의 지연으로 잠재적인 안전 위험을 효과적으로 방지할 수 있었습니다.
무인 작업의 목적은 육체 노동을 없애는 것이 아니라 작업자가 반복적인 기계 작업에서 벗어나 인간의 판단이 필요한 의사 결정과 예외 처리에{0} 집중할 수 있도록 하는 것입니다. 이것이 우리가 모든 제어 시스템 설계에서 고수하는 핵심 원칙입니다.