3 Решение задачи автоматизации
3.1Основная последовательность действий при планировании проекта автоматизации
В этой главе в общих чертах намечены основные задачи, включаемые в планирование проекта автоматизации для программируемого контроллера (ПЛК). На примере автоматизации промышленного процесса смешивания мы проведем Вас шаг за шагом через всю процедуру.
Существует много способов планирования проекта автоматизации. Основная последовательность действий, которую Вы можете использовать для любого проекта, проиллюстрирована на следующем рисунке.
Разделите процесс на задачи. |
Опишите отдельные области. |
Определите требования безопасности. |
Опишите, что нужно оператору для наблюдения и управления. |
Постройте конфигурационные диаграммы вашего контроллера. |
Programming with STEP 7 V5.3 |
3-1 |
A5E00261405-01 |
Решение задачи автоматизации
3.2 |
Деление процесса на задачи и области |
||||
|
Процесс автоматизации состоит из ряда отдельных задач. Путем выделения |
||||
|
групп связанных задач внутри процесса и последующего разбиения этих |
||||
|
групп на более мелкие задачи может быть определен даже самый сложный |
||||
|
процесс. |
|
|
|
|
|
Следующий пример промышленного процесса смешивания может быть |
||||
|
использован для иллюстрации того, как представить процесс в виде |
||||
|
функциональных областей и отдельных задач: |
||||
|
|
Пример: Промышленный процесс смешивания |
|||
|
M |
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
Двигатель |
|
|
|
|
|
мешалки |
|
Впускной |
Питающий Питающий |
Датчик |
M |
|
|
вентиль |
насос |
вентиль |
потока |
|
|
Переключатель для |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Ингредиент A |
|
|
измерения уровня в |
|
|
|
|
резервуаре |
||
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
M |
|
|
|
Впускной |
Питающий Питающий |
|
|
|
|
вентиль |
насос |
вентиль |
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
Ингредиент B |
|
|
Выпускной электро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
магнитный вентиль |
3-2 |
Programming with STEP 7 V5.3 |
A5E00261405-01 |
|
|
|
|
Решение задачи автоматизации |
Определение областей процесса |
|
|
||
После определения процесса, подлежащего управлению, разделите процесс |
||||
на связанные группы областей: |
|
|
||
Область: ингредиент А |
|
|
||
M |
|
M |
|
Область: резервуар для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
смешивания |
|
|
|
|
Двигатель |
Впускной |
Питающий Питающий |
Датчик |
мешалки |
|
|
||||
вентиль |
насос |
вентиль |
потока |
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Переключатель для |
|
|
|
|
измерения уровня в |
|
|
|
|
резервуаре |
Область: ингредиент B |
|
|
||
M |
|
M |
|
|
Впускной |
Питающий Питающий |
|
|
|
вентиль |
насос |
вентиль |
|
Область: выпуск |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
Выпускной вентиль |
Так как каждая группа разделена на более мелкие задачи, то задачи, необходимые для управления этой частью процесса, становятся менее сложными.
В нашем примере промышленного процесса смешивания можно выделить четыре отдельные области (см. следующую таблицу). В этом примере область для ингредиента А содержит такое же оборудование, как и область для ингредиента В.
Функциональная область |
Используемое оборудование |
Ингредиент A |
Питающий насос для ингредиента А |
|
Впускной вентиль для ингредиента A |
|
Питающий вентиль для ингредиента A |
|
Датчик потока для ингредиента A |
Ингредиент В |
Питающий насос для ингредиента В |
|
Впускной вентиль для ингредиента В |
|
Питающий вентиль для ингредиента В |
|
Датчик потока для ингредиента В |
Резервуар для смешивания |
Двигатель мешалки |
|
Переключатель для измерения уровня в |
|
резервуаре |
Выпуск |
Выпускной вентиль |
Programming with STEP 7 V5.3 |
3-3 |
A5E00261405-01 |
Решение задачи автоматизации
3.3Описание отдельных функциональных областей
Описывая каждую область и задачу внутри Вашего процесса, Вы не только определяете функционирование каждой области, но и различные элементы, управляющие этой областью. Они включают в себя:
•электрические, механические и логические входы и выходы для каждой задачи
•блокировки и зависимости между отдельными задачами
Промышленный процесс смешивания в нашем примере использует насосы, двигатели и вентили. Они должны быть точно описаны для определения рабочих характеристик и типа блокировок, необходимых во время работы. В следующих таблицах приведены примеры описания оборудования, используемого в промышленном процессе смешивания. Завершив описание, Вы можете его также использовать для заказа необходимого оборудования.
Ингредиенты A/B: двигатели питающих насосов
Двигатели питающих насосов подают ингредиенты А и В в резервуар для смешивания.
•Скорость потока: 400 л в минуту
•Номинальная мощность: 100 кВт при 1200 об/мин.
Насосы управляются (пуск/остановка) со станции оператора, расположенной рядом с резервуаром для смешивания. Количество пусков подсчитывается в целях обслуживания. Как счетчики, так и индикаторы могут быть сброшены одной кнопкой.
Для работы насосов должны быть выполнены следующие условия:
•Резервуар для смешивания не полон.
•Выпускной вентиль резервуара для смешивания закрыт.
Аварийное отключение не активизировано. Двигатели выключаются, если выполнены следующие условия:
•Датчик потока извещает об отсутствии потока через 7 секунд после запуска двигателя насоса.
•Датчик потока извещает, что поток прекратился
Ингредиенты A/B: впускной и питающий вентили
Впускной и питающий вентили для ингредиентов А и В разрешают или запрещают подачу ингредиентов в резервуар для смешивания. Вентили имеют электромагнит с пружинным возвратом.
•Когда электромагнит активизирован, вентиль открыт.
•Когда электромагнит не активизирован, вентиль закрыт. Впускной и питающий вентили управляются программой пользователя. Для активизации вентилей должны быть соблюдены следующие условия:
•Двигатель насоса должен уже работать в течение не менее 1 секунды. Насосы выключаются, если выполнены следующие условия:
•Датчик потока извещает об отсутствии потока.
3-4 |
Programming with STEP 7 V5.3 |
A5E00261405-01 |
Решение задачи автоматизации
Двигатель мешалки
Двигатель мешалки смешивает ингредиент А с ингредиентом В в резервуаре для смешивания.
•Номинальная мощность: 100 кВт при 1200 об/мин.
Двигатель мешалки управляется (пуск/останов) со станции оператора, расположенной рядом с резервуаром для смешивания. Количество пусков подсчитывается в целях обслуживания. Как счетчики, так и индикаторы могут быть сброшены одной кнопкой.
Для работы двигателя мешалки должны быть выполнены следующие условия:
•Датчик уровня жидкости в резервуаре не выдает сигнала "Уровень в резервуаре ниже минимального"
•Выпускной вентиль резервуара для смешивания закрыт.
•Аварийный выключатель не активизирован.
Двигатель мешалки выключается, если выполнено следующее условие:
•Тахометр не показывает достижения номинальной скорости в течение 10 секунд после запуска двигателя.
Выпускной вентиль
Выпускной вентиль разрешает выпуск смеси (самотеком) на следующей стадии процесса. Вентиль имеет электромагнит с возвратной пружиной.
•Если электромагнит активизирован, выпускной вентиль открыт.
•Если электромагнит не активизирован, выпускной вентиль закрыт. Выпускной вентиль управляется (открытие/закрытие) со станции оператора. Выпускной вентиль может быть открыт при следующих условиях:
•Двигатель мешалки выключен.
•Датчик уровня жидкости в резервуаре не выдает сигнала "Резервуар пуст".
•Аварийный выключатель не активизирован.
Выпускной вентиль закрывается, если выполнено следующее условие:
•Датчик уровня жидкости в резервуаре выдает сигнал " Резервуар пуст".
Переключатели для измерения уровня в резервуаре
Переключатели в резервуаре для смешивания измеряют уровень в резервуаре и используются для блокировки питающих насосов и двигателя мешалки
Programming with STEP 7 V5.3 |
3-5 |
A5E00261405-01 |