Инструкции по оборудованию / Upravlenie_nasosnoy_perekachivayuschey_stantsiey_Metodichka_1

ООО «ИНВИТТО»

Лабораторный комплекс «Управление насосной перекачивающей станцией»

Методические указания

Ярославль, 2023

Лабораторная работа 8. Изучение замкнутой системы поддержания расхода: задание величины расхода в рассматриваемой системе. Введение

2

3

4

Описание стенда.

Стенд предназначен для проведения лабораторных работ по изучению структуры систем автоматического управления насосными станциями, приборов и характеристик элементов систем управления, программированию промышленного контроллера, применению автоматизированных систем на основе SCADA систем.

Параметры электропитания стенда: однофазное, напряжение 220В, частота

50 Гц.

Гидравлическая схема стенда показана на рис. 1. Схема аналогична мнемосхемам левой и правой половин стенда, используемым в SCADA, за исключением того, что на мнемосхемах не показаны клапаны байпаса (БП на рис. 1).

Рис. 1.

Бак – основной бак стенда; ДД – датчики давления; М1, М2 – насосы (М1 – частотнорегулируемые); ЕМ1, ЕмМ2 – емкости; Р – расходомеры; БП – клапаны байпаса.

Подготовка стенда к работе.

•Заполнить основной бак стенда водой.

•Подключите ноутбук к стенду с помощью Ethernet-кабеля (см. рис. 2).

•Подключите ноутбук и стенд к электропитанию. Включите ноутбук.

•Включите стенд взводом в верхнее положение вводного автомата левой (и/или правой) половины стенда. Если присутствует напряжение на стенде - загорится красный индикатор «отключение». Если аварийная кнопкагрибок отжата, то при нажатии на зеленую кнопку «пуск» загорается зеленый индикатор «работа» и гаснет красный индикатор «отключение». Питание подается на электронику (контроллеры ОВЕН, датчики,

5

индикаторы давлений и потока, частотный преобразователь и т.д.). Контроллеры Овен проходят цикл самодиагностики и при отсутствии ошибок выходят в режим «работа»– запускается цикл сканирования загруженной программы управления. Первое действие программы - выполнение инициализации электромеханического клапана У1 (выход в нулевое положение 20-25 сек).

•Откройте на ноутбуке «менеджер управления проектами» СИМПЛАЙТ. Выберите проект для работы с подключенным с помощью Ethernet-кабеля стендом (правая либо, левая половина). После запуска проекта, нажмите на иконку в нижней части экрана «запустить монитор». Стенд готов к работе. Подключение SCADA системы к контроллеру вы можете контролировать с помощью круглого индикатора справа от строки состояния. Если индикатор мигает - связь установлена и происходит обмен данными.

Рис. 2.

Управление стендом.

В верхней части экрана имеется строка состояния. При отсутствии аварийных состояний насоса М1 и клапана У3, при включении стенда в сроке отобразится «инициализация». По окончании процесса выхода в «0» клапана У1, в строке будет указано «готовность к работе».

6

В левом верхнем углу находится кнопка вызова подменю «настройки». Нажав на кнопку Вы можете выбрать точки наблюдения давлений на цифровых дисплеях «давление №1», «давление №2», «давление №3» и «давление №4» стенда.

Стенд имеет два режима управления – автоматический и ручной. Выбор производится с помощью переключателя режим работы = «режим». Первоначально установлен автоматический режим. При необходимости сменить – необходимо нажать на переключатель.

Ручной режим работы:

Включение и выключение исполнительных механизмов производится с помощью тумблеров/переключателей для двигателей «старт/стоп», а для клапанов – «вкл./выкл.». При работе одного или нескольких исполнительных механизмов, строка состояния отобразит при отсутствии неисправностей – «ручной режим выполняется». При выключении всех механизмов – строка снова вернет значение «готовность к работе».

Если тумблеры ручного режима были нажаты в автоматическом режиме (никаких действий не произойдет, а при переходе в ручной режим в строка состояний укажет «переведите все тумблеры ручного режима в положение старт и вкл»). Переведите в любом из режимов все переключатели в состояние "старт" и "вкл.", в следствие чего в ручном режиме строка состояний изменит значение на " готовность к работе ". Последующее нажатие на тумблеры "старт" и "вкл." приведет к включению соответствующих механизмов.

Если при выполнении автоматического режима был изменен режим на ручной - выполнение автоматического режима не прекратится пока не будет нажата кнопка "стоп". При этом после нажатия "стоп" для работы в ручном режиме необходимо выполнить переход в автоматический режим, а затем снова в ручной (это необходимо для безопасной работы стенда).

Если переключатель М1- в положении «старт» – это означает, что при нажатии на тумблер произойдет включение двигателя с частотой вращения, указанной в графе «задание частоты» (Важно при выборе частоты в графе «задание частоты» нажать на «ОК, задание можно менять также во включенном состоянии). Нажатием на переключатель «старт» - насос М1 будет работать с частотой, указанной в «уставке», переключатель сменит наименование на «стоп», а исполнительный механизм окрасится в зеленый цвет. Также на экране мнемосхемы можно наблюдать за реальной частотой вращения насоса М1, его выходным напряжением и током (цифровые индикаторы расположены рядом с изображением частотного преобразователя). В случае возникновения неисправности состояние насоса сменится с зеленого на серый, в строке состояний будет указано «неисправность частотного преобразователя». Для повторного запуска в первую очередь необходимо сбросить ошибку на частотном преобразователе (после устранения причины), перевести тумблер в положение старт, а затем снова запустить насос, нажав на тумблер.

7

Управление клапаном У1, и У3 производится соответствующими тумблерами «ВКЛ/ВЫКЛ». Для включения – необходимо выбрать процент открытия в графе «задание» (подтвердить «ОК») и нажать на переключатель «ВКЛ.». Клапаны откроются на заданную величину, состояние исполнительных механизмов сменится с серого на зеленый, а величина открытия будет указана на цифровом индикаторе (рядом с клапаном на мнемосхеме). Изменять величину открытия, отключать можно во время изменения положения клапанов. При этом клапан У1 выполнит изменения после достижения предыдущего задания с небольшой паузой, а выключение начнется незамедлительно после нажатия тумблера «ВЫКЛ.» и завершится более длительной паузой.

Клапан У2 и насос М2 управляются с помощью тумблеров-переключателей «ВКЛ/ВЫКЛ.» и «СТАРТ/СТОП» соответственно. Во включенном состоянии цвет механизмов на мнемосхеме зеленый, в выключенном - серый.

Автоматический режим:

Для управления в автоматическом режиме требуется:

•Не выполнялся после включения стенда ручной режим либо ручной режим был завершен. В строка состояний – «готовность к работе».

•Перевести переключатель-тумблер режима работы в положение «автоматический».

•Выбрать из списка режим работы автоматического управления.

•Установить режим работы насоса М1. Если «частота = const» в положении «вкл.» - регулирование выполняется за счет клапана У3. при частоте вращения насоса М1, заданного в графе «задание частоты». Если в положении «выкл.» - регулирование за счет частоты вращения электродвигателя насоса.

•Установите первоначальные значения ПИД регуляторов для У3 и М1.

•Установите точку контроля давления (выберите из списка датчик, по которому будет осуществляться регулирование.), и значение давления – для режима работы при постоянном давлении.

•Установите значение расхода – для режима работы при постоянном расходе.

•Установите значение уровня – для режима работы поддержания постоянного уровня.

•Режим двуточечного регулирования осуществляется по датчикам уровня при задании частоты вращения в графе «задание частоты».

•Откройте необходимые краны и вентили для выбранного режима работы при автоматическом управлении. Продублируйте открытые краны и вентили нажатием на них на мнемосхеме. Они поменяют цвет с серого на зеленый. Для режимов "расход", "уровень" и "двуточечное регулирование"- краны 1, 4, 7, 9 должны быть открыты (также продублировано открытие нажатием на них на

мнемосхеме (зеленые)), а кран 6 - закрыт (серый). Для режима

8

"давление"краны 1, 4, 6, 8 должны быть открыты (также продублировано открытие нажатием на них на мнемосхеме (зеленые)), а кран 7- закрыт (серый).

•Нажмите кнопку «старт» автоматического управления. Если для выбранного режима были открыты (указаны Вами на мнемосхеме) не те краны и вентили, либо Вы не указали открытые краны и вентили появится сообщение «откройте необходимые краны». Если все правильно указано появится сообщение «автоматический режим выполняется». В процессе работы автоматического режима вы можете вносить возмущения с помощью кранов и вентилей, а также менять уставки частоты вращения (при М1 «частота = const»), уставки давления (уровня или расхода), менять параметры ПИД регуляторов. Если условия выполнения режима работы не позволяют осуществлять регулирование, то в строке состояний можно будет увидеть подсказку возможных причин.

•Отключение происходит нажатием на кнопку «стоп» автоматический режим. По завершению окончания автоматического режима (при завершении на некоторое время открывается клапан У2 для стравливания давления) в строке состояний появится сообщение «готовность к работе»

•Режим параллельной работы насосов М1 и М2. Данный режим реализован на правой половине стенда. Для его выполнения необходимо выбрать в графе автоматический режим работы «Параллель М1 и М2. ПИД», установить значение расхода и подтвердить «ОК». Если выбран автоматический режим и нажата кнопка «старт» - выполняется следующий цикл:

- Закрывается клапан Y3 и проверяется его положение.

При закрытых клапанах У1-У3 и открытии с подтверждением на мнемосхеме необходимых кранов и вентилей (если неправильно выбраны появится сообщение) включается насос М2 на 30 сек. Измеряется создаваемое им давление (оно регулируется за счет крана байпаса).

Затем открывается клапан У3 на 70% и проверяется условие возможности совместной работы 2-х насосов (установленный расход должен быть выше на 30% текущего и вентиль 5 не создает достаточного сопротивления, т.е. давление падает). Если условие не выполняется – появляется сообщение «Откройте вентиль 5 или увеличьте значение расхода» и Вам дается 90 сек на устранение причины. По истечении времени при отрицательном результате автоматически завершится процесс, который можно начать заново нажатием кнопки старт (не забудьте изменить настройки, чтобы не повторить неудавшийся цикл выполнения процесса).

Если условия выполняются – отключается насос М2 и появляется сообщение «Закройте кран 2». Нужно закрыть кран 2 и отметить его закрытие на мнемосхеме.

Затем закрывается клапан У3 и включается насос М1 для определения частоты работы. В случае, если не удается подобрать необходимую частоту, в строке состояний появится сообщение «НЕ УДАЕТСЯ УСТАНОВИТЬ ЧАСТОТУ ДЛЯ М1» и через 90 сек. автоматически завершится процесс. Если

9

частота найдена – появится сообщение «Откройте необходимые краны», необходимо открыть кран 2 и отметить на мнемосхеме.

Затем включаются оба насоса и за счет ПИД регулирования клапана У3 достигается заданный расход, если нет выдается сообщение «НЕ УДАЕТСЯ ДОСТИЧЬ ЗАДАННЫЙ РАСХОД». Завершить процесс выполнения можно в любой момент нажатием на кнопку «стоп» автоматического режима.

Важные примечания.

Программа управления стендом (СПО) записана в ПЗУ контроллера (постоянная память). При выполнении работ студентами допускается загружать свои программы в контроллер. При выключении питания на 10 мин и более при следующем включении стенда вновь загрузится установленная разработчиками программа.

Во избежание стирания СПО, запрещается создание загрузочного проекта! В противном случае СПО в ПЗУ будет заменена другой программой. Резервная копия проекта СПО расположена в папке на рабочем столе

ноутбука. Для загрузки резервной копии необходимо в SCADA выбрать «импортировать» проект из папки с резервной копией.

Заметки по эксплуатации, транспортировке и хранению

1.Запрещается нарушать пломбы и защитные наклейки, установленные производителем стенда.

2.Указания по технике безопасности

Внимание! В изделии имеется опасное для жизни напряжение. Во избежание несчастных случаев запрещается включать изделие в розетку, не имеющую контакта заземления.

Розетка для подключения вилки питания стенда должна находиться в доступном месте для быстрого отключения от сети.

При возгорании изделия необходимо обесточить стенд, выдернуть вилку шнура питания из сети, для тушения использовать порошковый или углекислотный огнетушитель.

3. Указания по подготовке к работе.

Перед включением ознакомьтесь с настоящим руководством. После транспортировки и хранения при температуре ниже 0° С изделие должно быть выдержано в нормальных условиях в течении не менее четырех часов в запакованном виде.

Перед подключением к сети питания, необходимо провести внешний осмотр корпуса стенда и шнура питания на отсутствие механических повреждений.

Включить вилку в сеть 220 В с заземленной розеткой.

При эксплуатации стенда руководствоваться документацией на устройства, установленные в стенде или поставляемые в комплекте.

4. Условия эксплуатации

10