หากคุณเคยทำงานเกี่ยวกับโครงการพลังงานหมุนเวียน เช่น โซล่าฟาร์ม แผงกังหันลม หรือแม้แต่ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ขนาดเล็ก คุณจะรู้ว่า PLC มีความสำคัญเพียงใดในการทำให้ทุกอย่างทำงานได้อย่างราบรื่น ฉันเป็นซัพพลายเออร์ของ Mitsubishi Electric PLC และตลอดหลายปีที่ผ่านมา ฉันได้แนะนำทีมผ่านโครงการเหล่านี้หลายสิบโครงการ โดยแก้ไขปัญหาทุกอย่างตั้งแต่ข้อบกพร่องของเซ็นเซอร์ไปจนถึงเอาต์พุตกำลังที่ไม่ตรงกัน ข้อผิดพลาดใหญ่ที่คนรุ่นใหม่ทำคือการปฏิบัติต่อ Mitsubishi PLC เหมือนตัวควบคุมทั่วไป สิ่งเหล่านี้มีนิสัยเฉพาะในการเขียนโปรแกรมที่สร้างหรือทำลายการตั้งค่าที่หมุนเวียนได้ เรามาแจกแจงข้อควรพิจารณาที่สำคัญๆ กันดีกว่า ไม่มีศัพท์เฉพาะทางเทคโนโลยีที่น่าเบื่อที่ทำให้คุณต้องเสียสมาธิ
ก่อนอื่น เรามาพูดถึงโมดูล I/O กันดีกว่า ซึ่งเป็นสะพานเชื่อมระหว่างอุปกรณ์หมุนเวียนในโลกแห่งความเป็นจริงกับสมอง PLC ของคุณ ตัวอย่างเช่น ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ คุณมีเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิบนแผง มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าบนอินเวอร์เตอร์ และอาจมีเกจวัดความเร็วลมสำหรับฟาร์มกังหันลม คุณไม่สามารถคว้าโมดูล I/O แบบสุ่มใดๆ ไปได้ คุณต้องการอันที่จัดการช่วงสัญญาณเฉพาะที่เซ็นเซอร์หมุนเวียนนำเสนอ ในตอนแรก ลูกค้าของฉันจำนวนมากพยายามเลี่ยงที่นี่ โดยใช้โมดูลนอกแบรนด์ที่ซิงค์ไม่ถูกต้อง และจบลงด้วยข้อมูลที่ไม่แน่นอนซึ่งทำให้กำลังไฟฟ้าที่ออกมายุ่งเหยิง
หากคุณกำลังทำงานในการติดตั้งระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กหรือระบบลมขนาดเล็ก Mitsubishi FX2N-16EYR คือคำตอบที่ใช่ เดี๋ยว ให้ฉันอธิบายให้ชัดเจนว่านี่ไม่ใช่โมดูลที่ใหญ่โตเทอะทะ มีขนาดกะทัดรัด พอดีกับตู้ควบคุมที่คับแคบ และจัดการ I/O แบบแยก เช่น สัญญาณเปิด/ปิดสำหรับคอนแทคเตอร์อินเวอร์เตอร์หรือไฟแสดงสถานะของเบรกเกอร์ ฉันเคยเห็นทีมต่างๆ ใช้สิ่งนี้กับโซลาร์ฟาร์มระดับที่อยู่อาศัยซึ่งมีพื้นที่สูง และประหยัดได้ดีกว่าทางเลือกอื่นที่ถูกกว่ามาก แต่ต่อไปนี้คือข้อดีในการเขียนโปรแกรมสำหรับโมดูล FX2N: การแมป I/O เป็นแบบฮาร์ดโค้ด ดังนั้น หากคุณย้ายเซ็นเซอร์จากอินพุต X0 ไปยัง X1 คุณจะต้องอัปเดตลอจิกแลดเดอร์ด้วยตนเอง ไม่มีการกำหนดค่าใหม่อัตโนมัติเหมือนกับโมดูลรุ่นใหม่บางรุ่น อาจฟังดูเล็กน้อย แต่เมื่อคุณกำลังทดสอบการตั้งค่า การตรวจสอบซ้ำเพิ่มอีก 10 นาทีสามารถช่วยคุณประหยัดเวลาหลายชั่วโมงในการหยุดทำงานในภายหลังได้
สำหรับโครงการขนาดใหญ่ เช่น โซล่าฟาร์มระดับสาธารณูปโภค หรือฟาร์มกังหันลมที่มีกังหันมากกว่า 20 ตัว คุณต้องการบางอย่างที่มีความแม่นยำแบบอะนาล็อกมากกว่า นั่นคือที่มาของ MELSEC Q PLC Sequencer QJ71LP21-25 อินพุตและเอาท์พุตแบบอะนาล็อก พลังงานทดแทนอาศัยข้อมูลอะนาล็อกที่แม่นยำ เช่น แรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนของแผงโซลาร์เซลล์ กระแสไฟฟ้าที่กังหันลมวาด หรือสถานะประจุของแบตเตอรี ซีรีส์ Q จัดการสัญญาณอะนาล็อกได้ดีกว่า FX2N ด้วยความละเอียด 12 บิตซึ่งไม่สามารถต่อรองได้สำหรับระบบที่ผูกด้วยกริด ซึ่งแม้แต่ข้อผิดพลาด 0.5% ในการอ่านปัจจุบันก็อาจทำให้กริดปฏิเสธการจ่ายพลังงานได้ การเขียนโปรแกรมที่นี่ก็แตกต่างเช่นกัน คุณไม่สามารถโยนค่าลงในรีจิสเตอร์แล้วเรียกมันว่ารายวันได้ คุณต้องปรับเทียบช่องสัญญาณอะนาล็อกในซอฟต์แวร์ในตัวของ PLC (GX Works2 สำหรับใครก็ตามที่ใช้งาน) เพื่อให้ตรงกับช่วงเอาท์พุตของเซ็นเซอร์ ครั้งหนึ่งฉันเคยมีลูกค้าข้ามขั้นตอนนี้และลงเอยด้วยอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ที่ชาร์จไฟแบตเตอรีมากเกินไป เนื่องจาก PLC คิดว่าแบตเตอรี่อยู่ที่ 100% แต่อยู่ที่ 75% เท่านั้น อ๊ะ.
เมื่อพูดถึงอนาล็อก สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งของโครงการพลังงานหมุนเวียนจำนวนมากก็คือ Mitsubishi Analog To Digital Module FX2N-2AD เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตั้งค่าขนาดเล็กที่ต้องการอินพุตแบบอะนาล็อก แต่ไม่ต้องการสปริงสำหรับซีรีส์ Q ทั้งหมด FX2N-2AD เป็นแบบสองช่องสัญญาณ จัดการสัญญาณ 4-20mA จากเซ็นเซอร์อุณหภูมิหรือหม้อแปลงกระแส และเสียบเข้ากับแบ็คเพลน FX2N โดยตรง เคล็ดลับสำคัญในการเขียนโปรแกรมที่นี่: เมื่ออ่านโมดูล คุณต้องใช้คำสั่ง FROM ในลอจิกแลดเดอร์เพื่อดึงข้อมูลจากรีจิสเตอร์ของโมดูล ไม่ใช่แค่อ่านอินพุตแบบสุ่ม โปรแกรมเมอร์หน้าใหม่มักจะลืมเรื่องนั้น และสงสัยว่าเหตุใดการอ่านค่าอุณหภูมิจึงติดอยู่ที่ 0 หรือตัวเลขสุ่มบางตัว ฉันต้องพาทีมที่แตกต่างกันสามทีมฝ่าฟันปัญหานั้นในปีที่แล้วเพียงปีเดียว
ตอนนี้ มาดูการควบคุมตำแหน่งซึ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับกังหันลม โดยคุณจะต้องปรับระดับใบพัดเพื่อรับลมที่เหมาะสมที่สุด หรืออุปกรณ์ติดตามแสงอาทิตย์ที่ติดตามดวงอาทิตย์ Mitsubishi มีโมดูลที่ยอดเยี่ยมสำหรับสิ่งนี้: โมดูลกำหนดตำแหน่ง LD75P2-CM โมดูลนี้จัดการพัลส์เอาท์พุตไปยังเซอร์โวหรือสเต็ปเปอร์ที่เคลื่อนย้ายเบลดหรือตัวติดตาม และมีความแม่นยำมากกว่าการพยายามใช้ลอจิกการกำหนดตำแหน่งใน PLC หลัก สิ่งสำคัญเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม LD75P2 ต่อไปนี้: คุณต้องตั้งค่า "ตำแหน่งหลัก" อย่างถูกต้อง และฉันไม่ได้หมายถึงแค่บอกว่า 0 อยู่ที่ใด ในฟาร์มกังหันลม หากคุณไม่ตั้งค่ามุมโฮมให้ตรงกับตำแหน่งบังคับของกังหัน ใบพัดจะเอียงจนเกินขีดจำกัดเมื่อสตาร์ท และนั่นเป็นค่าซ่อม 10,000 ดอลลาร์ที่นั่น ฉันมีลูกค้าได้เรียนรู้ว่าวิธีที่ยากก็คือพวกเขาตั้งโปรแกรมตำแหน่งหลักให้ต่ำลง 15 องศา และการสตาร์ทเครื่องครั้งแรกก็งอแขนเซอร์โว คติประจำใจของเรื่องราว: ทดสอบตรรกะของการวางตำแหน่งในโหมดจำลองสถานการณ์ก่อน ไม่ใช่บนฮาร์ดแวร์จริง
สำหรับการตั้งค่าที่ซับซ้อนและใหญ่มาก เช่น ระบบพลังงานทดแทนแบบผสมผสานที่มีพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และการจัดเก็บแบตเตอรี่ คุณต้องมี PLC ที่สามารถจัดการหลายโมดูล ข้อมูลขนาดใหญ่ และการสื่อสารกับอุปกรณ์อื่นๆ นั่นคือจุดที่ Industrial Mitsubishi Programmable Controller Plc Melsec FX5U Series FX5U-64MR/ES โดดเด่น นี่คือ PLC ระดับกลางรุ่นใหม่ของ Mitsubishi และเป็นตัวเปลี่ยนเกมสำหรับโปรเจ็กต์ที่ต้องซิงค์หลายส่วน FX5U มีอีเทอร์เน็ตในตัว คุณจึงสามารถพูดคุยกับอินเวอร์เตอร์ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และแม้แต่แพลตฟอร์มคลาวด์สำหรับการตรวจสอบได้ การเขียนโปรแกรมที่นี่มีความยืดหยุ่นมากกว่า FX2N หรือ Q series; คุณสามารถใช้ตรรกะที่มีโครงสร้าง (ไม่ใช่แค่แลดเดอร์) สำหรับส่วนต่างๆ ของระบบ ซึ่งมีขนาดใหญ่มากเมื่อคุณมีทีมโปรแกรมเมอร์ที่ทำงานในโครงการนี้ แต่การเขียนโปรแกรมอย่างหนึ่งที่แปลกประหลาดกับ FX5U คือ นาฬิกาเรียลไทม์ (RTC) จะต้องซิงค์กับเซิร์ฟเวอร์โปรโตคอลเวลาเครือข่าย (NTP) หากคุณกำลังบันทึกข้อมูลสำหรับการรายงานกริด ฉันเคยเห็นทีมต่างๆ ลืมเรื่องนั้น และบันทึกการผลิตไฟฟ้าของพวกเขามีการประทับเวลาผิด ซึ่งทำให้ระบบสาธารณูปโภคไม่สามารถรับเงินค่าพลังงานที่พวกเขาป้อนเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าได้ นั่นไม่ใช่ข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ เรากำลังพูดถึงการสูญเสียรายได้เป็นเวลาหลายเดือน
เดี๋ยว อย่าลืมเกี่ยวกับโปรโตคอลการสื่อสาร นี่เป็นการสร้างหรือทำลายโครงการหมุนเวียน Mitsubishi PLC รองรับรุ่นใหญ่ทั้งหมด: Modbus RTU/TCP, Profinet, EtherNet/IP แต่นี่คือเคล็ดลับการเขียนโปรแกรม: คุณไม่สามารถเปิดใช้งานโปรโตคอลและคาดหวังให้มันใช้งานได้เท่านั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อพูดคุยกับ BMS คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าที่อยู่ลงทะเบียนตรงกันทุกประการ หาก PLC ของคุณอ่านรีจิสเตอร์ 40001 และ BMS กำลังส่งข้อมูลไปที่รีจิสเตอร์ 40002 แสดงว่าคุณได้รับขยะ ครั้งหนึ่งฉันเคยมีโซลาร์ฟาร์มที่แบตเตอรี่หมดในตอนกลางคืน เนื่องจาก PLC อ่านค่า SOC (สถานะการชาร์จ) ไม่ถูกต้อง ดังนั้นจึงไม่สามารถเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองได้ เราใช้เวลาสองวันในการพิจารณาว่าการลงทะเบียนไม่ตรงกันทั้งหมด เนื่องจากโปรแกรมเมอร์คัดลอกบรรทัดโค้ดจากโปรเจ็กต์ที่คล้ายกันและไม่ได้ตรวจสอบที่อยู่ นั่นคือความล่าช้าประเภทหนึ่งที่ทำให้ไทม์ไลน์ของโครงการพลังงานทดแทนหมดไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณอยู่ในกำหนดเวลาในการป้อนพลังงานเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความน่าเชื่อถือด้านพลังงาน โครงการที่หมุนเวียนได้มักจะอยู่ในพื้นที่ห่างไกล เช่น ฟาร์มโซลาร์ฟาร์มในทะเลทราย ฟาร์มกังหันลมบนสันเขา ซึ่งปัญหาไฟฟ้าดับไม่ใช่เรื่องแปลก Mitsubishi PLC มีการป้องกันไฟฟ้าขัดข้องในตัวที่ดี แต่คุณต้องตั้งโปรแกรมลอจิก "การกู้คืนพลังงานที่สูญเสีย" อย่างถูกต้อง ตัวอย่างเช่น หาก PLC สูญเสียพลังงานไปชั่ววินาที PLC ควรกลับมาทำงานตามปกติ ไม่ใช่รีเซ็ต และสูญเสียข้อมูลเซ็นเซอร์ทั้งหมดที่รวบรวมไว้ ฉันมักจะบอกลูกค้าให้ตั้งค่า "รีจิสเตอร์สำรอง" ของ PLC ให้บันทึก SOC ของแบตเตอรี่ที่คล้ายกับข้อมูลสำคัญหรือแรงดันไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์ ดังนั้นเมื่อไฟฟ้ากลับมา ก็ไม่จำเป็นต้องรีสตาร์ทจากศูนย์ ฉันเคยเห็นโปรเจ็กต์ที่ PLC รีเซ็ตระหว่างที่ไฟฟ้าดับสั้นๆ และอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์เข้าสู่โหมดไม่ได้ใช้งานเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ส่งผลให้สูญเสียพลังงานไปหลายพัน
โอ้ เรามาพูดถึงตรรกะของตัวติดตามแสงอาทิตย์กันดีกว่า หากคุณใช้เครื่องติดตามแสงอาทิตย์ซึ่งเคลื่อนที่ตามดวงอาทิตย์ PLC จะต้องคำนวณตำแหน่งของดวงอาทิตย์อย่างแม่นยำ FX5U สามารถจัดการสิ่งนั้นได้ด้วยฟังก์ชันการคำนวณทางดาราศาสตร์ในตัว แต่การเขียนโปรแกรมจำเป็นต้องตั้งค่าละติจูดและลองจิจูดที่ถูกต้องของที่ตั้งโครงการ หากคุณใส่พิกัดผิด ตัวติดตามจะปิดลงหลายองศา ส่งผลให้การผลิตพลังงานในแต่ละวันลดลง 5-10% นั่นไม่ใช่เรื่องเล็กน้อยในหนึ่งปี ซึ่งเพิ่มรายได้ที่สูญเสียไปนับหมื่นดอลลาร์ ฉันมีลูกค้ารายหนึ่งในเท็กซัสที่ใส่พิกัดของแคลิฟอร์เนียโดยไม่ได้ตั้งใจ ผลผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ของพวกเขาต่ำกว่าที่คาดการณ์ไว้ 8% จนกว่าเราจะแก้ไขปัญหานั้น
ตอนนี้ เรามาทำความเข้าใจเกี่ยวกับข้อผิดพลาดทั่วไปที่ฉันเห็นอย่างแท้จริง เพราะนั่นคือสิ่งที่ทีมส่วนใหญ่ผิดพลาด ขั้นแรก อย่าทดสอบตรรกะกับข้อมูลจริงก่อนทำการติดตั้ง โปรแกรมเมอร์จำนวนมากใช้ข้อมูลจำลองในซอฟต์แวร์ แต่ข้อมูลเซ็นเซอร์จริงอาจมีสัญญาณรบกวนได้ ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ความเร็วลมอาจอ่านค่าที่กระโดดจาก 5 ไมล์ต่อชั่วโมงถึง 50 ไมล์ต่อชั่วโมงในหนึ่งวินาที และหากตรรกะ PLC ของคุณไม่จัดการกับสัญญาณรบกวนดังกล่าว ก็อาจทำให้กังหันปิดการทำงานโดยไม่จำเป็น ประการที่สอง การไม่บันทึกรหัส เมื่อมีโปรแกรมเมอร์คนใหม่เข้ามาทำการเปลี่ยนแปลงในหกเดือนต่อมา พวกเขาไม่รู้ว่าแต่ละบรรทัดทำอะไร และพวกเขาก็ทำลายบางสิ่งบางอย่าง ประการที่สาม การไม่ปฏิบัติตามแนวทางการเขียนโปรแกรมด้านพลังงานหมุนเวียนของมิตซูบิชิ มิตซูบิชิมีคำแนะนำเฉพาะในการจัดการกับข้อกำหนดการผูกกริด เช่น ตรรกะการป้องกันการเกาะติด ซึ่งเป็นข้อบังคับในสถานที่ส่วนใหญ่ ทำให้ยุ่งเหยิงและคุณอาจถูกปรับหรือปิดระบบโดยยูทิลิตี้
ดังนั้น เมื่อคุณเลือกและตั้งโปรแกรม Mitsubishi PLC สำหรับโครงการพลังงานหมุนเวียน ไม่ใช่แค่การคว้าโมดูลที่ใหญ่ที่สุดหรือถูกที่สุดเท่านั้น เป็นเรื่องเกี่ยวกับการจับคู่ PLC และโมดูลกับขนาดโปรเจ็กต์ของคุณ การปรับเทียบอินพุตแบบอะนาล็อกอย่างถูกต้อง การตั้งค่าตรรกะการวางตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับตัวติดตามหรือเบลด การซิงค์โปรโตคอลการสื่อสาร การจัดการไฟดับ และแม้แต่การกำหนดพิกัดของดวงอาทิตย์ให้ถูกต้อง รายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ในการเขียนโปรแกรมจะรวมกันขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่คุณสร้างขึ้น ความน่าเชื่อถือของระบบ และจำนวนเงินที่คุณทำ
หากคุณอยู่ในช่วงกลางของโครงการพลังงานทดแทนและติดอยู่กับการเขียนโปรแกรม PLC สำหรับอุปกรณ์ของ Mitsubishi ไม่ว่าจะเป็นการเลือกโมดูลที่เหมาะสม ตรรกะในการแก้ไขจุดบกพร่อง หรือตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของกริด ให้ติดต่อคุณ ฉันทำงานร่วมกับทีมในทุกเรื่องตั้งแต่พลังงานแสงอาทิตย์ในที่พักอาศัยขนาดเล็กไปจนถึงฟาร์มกังหันลม 100 กังหัน และฉันสามารถช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่ทำให้เสียเวลาและเงินได้ เรามีโมดูลทั้งหมดที่คุณต้องการ ตั้งแต่ FX2N สำหรับการตั้งค่าขนาดเล็กไปจนถึง FX5U สำหรับไฮบริดขนาดใหญ่ และฉันสามารถแนะนำคุณตลอดขั้นตอนการเขียนโปรแกรมเพื่อให้แน่ใจว่าระบบของคุณทำงานได้อย่างราบรื่น
อ้างอิง
- บริษัท มิตซูบิชิ อิเล็คทริค คอร์ปอเรชั่น (2022) คู่มือการเขียนโปรแกรม PLC ซีรีส์ FX สำหรับการใช้งานพลังงานทดแทน ดึงมาจากเอกสารอย่างเป็นทางการของ Mitsubishi Electric Automation
- บริษัท มิตซูบิชิ อิเล็คทริค คอร์ปอเรชั่น (2023) คู่มือการสอบเทียบโมดูลอนาล็อกซีรีส์ MELSEC Q สำหรับระบบผูกตาราง ดึงมาจากเอกสารอย่างเป็นทางการของ Mitsubishi Electric Automation
- คณะกรรมการเทคนิคไฟฟ้าระหว่างประเทศ (IEC) (2021). IEC 61850: เครือข่ายการสื่อสารและระบบสำหรับระบบอัตโนมัติด้านสาธารณูปโภคด้านพลังงาน เจนีวา สวิตเซอร์แลนด์: IEC
- บริษัท มิตซูบิชิ อิเล็คทริค คอร์ปอเรชั่น (2022) การเขียนโปรแกรมโมดูลกำหนดตำแหน่ง LD75P2-CM สำหรับการควบคุมระดับเสียงใบพัดกังหันลม ดึงมาจากเอกสารอย่างเป็นทางการของ Mitsubishi Electric Automation
- สมาคมอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ (SEIA) (2023) แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการเขียนโปรแกรม PLC ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ระดับยูทิลิตี้ วอชิงตัน ดี.ซี.: SEIA