無人超臨界プラントはどれくらい近づいているのでしょうか?フェールセーフ PLC シーケンシャル制御設計に関するディスカッション-
「自動化」は業界で過剰に使用される流行語になっており、ほとんどの顧客はこの主張に無関心です。実際、多くの人が誤って、自動化をタッチスクリーンの設置、いくつかのセンサーの追加、およびリモートの温度と圧力の監視を可能にすることと同一視しています。率直に言って、これは単なるデータの可視化であり、実際の無人化ではありません。
2 年前、私たちは植物抽出クライアントの制御システムをアップグレードしました。彼らの古い装置は完全に手動操作に依存していました。オペレーターはアナログゲージを観察して抽出圧力と温度を調整し、CO₂ 流量を手動で調整し、経験に基づいて溶媒回収の完了を判断していました。プラントは 3 つのシフトで 1 シフトあたり 2 人のオペレーターで稼働していましたが、毎日の仕事は圧力計を継続的に監視することであったため、シフトごとに深刻な目の疲労が発生しました。
システムのアップグレード後は、PLC シーケンシャル制御システムがほとんどの操作手順を引き継ぎました。しかし、クライアントがアップグレードの費用効果が高いと判断した主な理由は、洗練されたタッチスクリーンではなく、一連の繊細で実用的なフェールセーフ設計でした。-
まず、圧力平衡型スイッチング保護です。-超臨界抽出では、複数の抽出容器を交互に操作する必要があります。容器 A が抽出を終了して容器 B に切り替えると、切り替え中の不均一な圧力により瞬間的な差圧が発生し、機器のシールが損傷します。 PLC シーケンスに圧力比較ロジックを追加しました。切り替えバルブは 2 つの容器間の圧力差が 0.5 MPa 未満の場合にのみ作動します。以前は、規制されていない切り替えのため、クライアントは 3 か月ごとにシールを交換する必要がありました。アップグレード後、元のシールは 1 年以上機能し続けます。
2 番目に、冗長な緊急減圧インターロック。高圧システムには信頼性の高い圧力解放機構が必要ですが、ブラインドベントは非常に危険です。システムに原材料がまだ残っており、内部温度が高いままの場合、急激な減圧により材料が飛散し、装置が損傷する可能性があります。圧力開放のためのインターロック条件として、内部温度が60度を超えた場合はベントしない、撹拌運転中はベントしない、ベント前に遠隔操作による確認を義務付けるという3つの条件を設けています。取り返しのつかないリスクを 1 秒で引き起こすよりも、操作を 3 秒遅らせる方が良いでしょう。
第三に、誤始動保護。 HMI スタート ボタンを有効にするには、3 秒間押し続ける必要があります。システムは、起動前にバルブ位置、圧力状態、温度範囲の完全な自己検査を自動的に実行します。-クライアントは当初、このメカニズムが面倒だと感じていました。しかし、この設計により、保守作業員が現場での操作中に誤ってスタートボタンに触れ、システムがまったく反応しなくなるという安全事故は一度は回避されました。この 3 秒の遅延により、潜在的な安全上の危険が効果的に回避されました。
無人運用の目的は、肉体労働を排除することではなく、オペレーターを反復的な機械作業から解放し、人間の判断が必要な意思決定や例外処理に集中できるようにすることです。-これは、すべての制御システム設計において当社が遵守する中心原則です。