Контроль степени открытия клапана на сливе воды
С позициометра (поз. 9а), установленного в клапане 25ч945п на сливе воды, сигнал поступает на 7-й канал модуля ввода аналоговых сигналов МВА8. Дальше сигнал поступает в сеть RS-485 на сенсорный панельный контроллер СПК-207 и через адаптер интерфейса RS-232/RS-485 АС3 поступает на рабочую станцию.
При решении задачи регулирования уровня воды в емкости с помощью регулирующего клапана 25ч945п на выходе из емкости, показания с позициометра (поз. 9а) используются для управления этим клапаном. Регулирование уровня также осуществляться с контроллера СПК-207. Управляющий сигнал с процессора передается в сеть RS-485, дальше поступает на модуль расширения МР1, дискретные выходы которого запускают клапан 25ч945п (на выходе из емкости) на открытие или закрытие.
Управление насосами на подаче воды в емкость и на рецикле
Управление циркуляционными насосами WP/WCP625 (Н1, Н2) осуществляться с контроллера СПК-207. Управляющий сигнал с процессора передается в сеть RS-485, дальше поступает на модуль расширения МР1, дискретные выходы которого включают или выключают соответствующий насос.
Также управление процессом нагревания может осуществляться на верхнем уровне с помощью рабочей станции (ПЭВМ). Управляющие сигналы с процессора ПЭВМ поступают на сетевую карту, дальше передаются через адаптер интерфейса RS-232/RS-485 АС3 на модуль расширения МР1, управляя всеми исполнительными устройствами.
3.5. Описание программного обеспечения комплекса
Применение микропроцессорных устройств в системе управления нагревательной установкой требует настройки действующего (поставляемого с приборами) и разработки дополнительного программного обеспечения (ПО).
При этом решаются следующие задачи:
1) конфигурирование вихревого расходомера ЭМИС Вихрь 200, устройств ввода/вывода МВА8, МВУ8, МР1 и универсальных микропроцессорных контроллеров ТРМ151 для организации опроса технологических датчиков, обработки сигналов и выдачи управляющих воздействий [10];
2) программирование сенсорного панельного контроллера СПК207 для обмена информации с внешними устройствами (МВА8, МВУ8, МР1), реализации алгоритмов управления и визуализации контроля параметров [14];
3) настройка SCADA-системы (Supervisory Control And Date Acquisition – система сбора данных и оперативного диспетчерского управления) для сбора, обработки, хранения и представления информации на рабочей станции, а также решения задач управления процессом.
Вихревой расходомер ЭМИС Вихрь 200 настраивается с помощью программы ЭМИС-Интегратор 2.2.17 (рис. 3.18).
Рис. 3.18. Экранная форма конфигуратора ЭМИС Вихрь 200
Программно настраивается: сетевой адрес прибора, тип выходного сигнала, границы измерения, характер измеряемой среды и т. д.
Для настройки устройств ввода/вывода МВА8, МВУ8, МР1 и универсальных микропроцессорных контроллеров ТРМ151 используется ПО компании-производителя НПО “ОВЕН”, содержащее программы-конфигураторы приборов (рис. 3.19) [10].
Рис. 3.19. Фрагмент программы-конфигуратора МВА8
с указанием типа датчика для первого канала
Для устройств ввода/вывода также задаются сетевые адреса приборов. Для МВА8 указываются: тип датчика для каждого канала; период опроса датчиков; параметры обработки измеряемых сигналов (сдвиг измерительной характеристики, фильтрация сигнала и т. д.) и ряд других параметров. Для МВУ8 указываются: сетевой адрес источника данных; номер сетевого входа; тип и способ управления ИМ; ограничения на выходной сигнал; номер выходного элемента и ряд других параметров.
Для контроллеров ТРМ151 в программной среде сформированы программные блоки (вычислитель, регулятор, преобразователь выходного сигнала, блок управления ИМ и выходной элемент), заполняя параметры для которых формируется алгоритм работы прибора (контроль и/или регулирование технологических параметров по ПИД- закону или двухпозиционному закону регулирования) (рис. 3.20).
Рис. 3.20. Фрагмент программы-конфигуратора ТРМ151
с параметрами настройки ПИД-регулятора
Для разработки управляющей программы сенсорного панельного контроллера СПК207 применяется инструментальная среда программирования CoDeSys (рис. 3.21) [14], которая поддерживает основные языки программирования контроллеров, имеет встроенный отладчик программ и имеет большое количество драйверов для работы с различными устройствами ввода/вывода.
Для реализации функций управления на верхнем уровне системы на базе рабочей станции (ПЭВМ) используются SCADA-системы MasterSCADA и Trace Mode (рис. 3.22, 3.23) [10].
Рис. 3.21. Фрагмент программы управления клапаном 25ч945п
в среде программирования CoDeSys
MasterSCADA является полнофункциональной SCADA, которая включает модульный пакет программ SoftLogic с расширяемой функциональностью (поддерживает программирование на языках, определенных стандартом IEC 61131-3 (графические языки программирования SFC, LD, FBD и текстовые языки программирования IL, ST)).
Trace Mode – это программный комплекс, предназначенный для разработки и запуска в реальном времени АСУ ТП. Важнейшим инструментом создания проектов автоматизированного рабочего места (АРМ) в Trace Mode является технология автопостроения. Она позволяет создать связи между узлами системы управления, между источниками данных SCADA и каналами, создать источники данных по известной конфигурации контроллера и т. д. В состав системы входят драйверы для контроллеров и устройств ввода/вывода. Поддерживаются все популярные протоколы обмена - Modbus RTU, Modbus TCP/IP, DCS, Modbus Plus, Profibus, HART, CAN, DeviceNet, DF1, LON Works и т. д.
Контрольные вопросы
1. Для чего предназначен учебный комплекс “Цифровая система управления нагревательной установкой”?
2. Что собой представляет объект управления в комплексе?
3. Какой технологический регламент имеет нагревательная установка?
4. Какую конструкцию имеет емкость в установке?
5. Какие технологические параметры установки являются управляемыми, управляющими и контролируемыми возмущениями?
6. Какова структура объекта с точки зрения управления?
7. Какие задачи контроля, регулирования, блокировки и сигнализации технологических параметров поставлены перед системой управления?
8. Какой состав имеет управляющая часть учебного комплекса?
9. Какие задачи решают средства автоматизации в комплексе (по функциональным группам)?
10. Какие измерительные приборы задействованы в комплексе?
11. Какие технические характеристики имеют датчики температуры ТП2488/3д, ДТС035-100М?
12. Какими приборами измеряется давление и уровень в емкости?
13. Какие технические характеристики имеют датчики ПД100-ДИ, ЭЛЕМЕР АИР-30?
14. Какими приборами измеряются расходы воды в трубопроводах?
15. Какие принципы действия используются в датчиках расхода?
16. Какие исполнительные устройства применяются в учебном комплексе?
17. Для чего предназначены циркуляционные насосы WP/WCP625 в установке?
18. Как осуществляется управление ТЭНом?
19. Какие клапаны используются на трубопроводах для изменения расходов воды?
20. Какие устройства ввода/вывода применяются в комплексе?
21. Какие контроллеры обеспечивают управление процессом нагревания воды?
22. С помощью каких приборов обеспечивается индикация и регистрация измеренных значений технологических параметров?
23. Каким образом микропроцессорные приборы обмениваются информацией между собой и управляющей рабочей станцией (ПЭВМ)?
24. Какие информационные и управляющие функции выполняет учебный комплекс?
25. Какие задачи решаются на нижнем и верхнем уровнях управления?
26. Как осуществляется контроль технологических параметров установки?
27. С помощью каких приборов реализуется регулирование температуры в емкости?
28. Как осуществляется управление клапанами 25ч945п?
29. Как осуществляется управление циркуляционными насоспми WP/WCP625?
30. Какое программное обеспечение используется для работы комплекса?
31. Какое назначение у программы ЭМИС-Интегратор 2.2.17?
32. Какие параметры настраиваются в устройствах ввода/вывода с помощью программ-конфигураторов?
33. Какие программные блоки заполняются при программировании универсального микропроцессорного контроллера ТРМ151?
34. В какой инструментальной среде программирования разрабатывается управляющая программа для сенсорного панельного контроллера СПК207?
35. Для чего предназначены SCADA-системы?
1 На ФСА не показана часть приборов комплекса (в том числе устройство вывода МВУ8 и второй контроллер ТРМ151).