2.5 Выбор аппаратных и программных средств

Для разрабатываемой системы управления подойдет средний модульный ПЛК. Будем использовать ПЛК SIEMENSSIMATICS7-300. Так как данный ПЛК имеет разнообразные модули ввода/вывода, позволяющие решать любую специфическую задачу без использования промежуточных элементов.

В качестве АРМ оператора будем использовать SCADAсистемуWinCC. Выбор данного продукта обусловлен тем, что скорость обмена между продуктами одной фирмы выше чем при обмене между разными. Благодаря совместимости среды разработки технологических программ иSCADAсистемы появляется возможность отладить проект без использования реальных аппаратных средств.

3 Микропроцессорная система управления

3 Микропроцессорная система управления

3.1 Формирование плк

Для разрабатываемой системы подойдет процессор CPU-315-2DP. Так как он является наиболее оптимальным по количеству поддерживаемых каналов ввода/вывода и наличию интерфейсов. Для подключения к персональному компьютеру будет использовать сетьPROFIBUS.

В разрабатываемой системе присутствуют разнообразные сигналы от датчиков и сигналы к исполнительным устройствам (таблица 3.1).

Таблица 3.1

Вид сигнала	Источник/Приемник	Примечание
Аналоговый входной (4-20мА)	Все аналоговые датчики (давления, уровня, расхода) и обратная связь от регулирующих клапанов	Часть сигналов питается от блока питания обычного исполнения, часть от БП взрывозащищенного
Аналоговый входной (термометр сопротивления ТСМ)	Датчики температуры	Отечественная градуировка ТСМ-50М и ТСМ-100М
Дискретный входной (24В)	Манометры	Датчики с видом взрывозащиты “взрывонепроницаемая оболочка”
Дискретный входной (~220В)	Задвижки	Сигналы от концевых выключателей
Аналоговый выходной (4-20мА)	Регулирующие клапаны
Дискретный выходной (~220В)	Лампы и звонки сигнализации
Дискретный выходной ключ (~220В)	Пускатели насосов и задвижек	Каналы на модуле должны быть сгруппированы по одному

На основании перечня сигналов ввода/вывода подсчитаем количество каналов (таблица 3.2).

Таблица 3.2 – Количество каналов ввода/вывода

	AI	DI	AO	DO
Установка сепаратора С-1, газосепаратора ГС-1,буферной емкости БЕ-1	19	23	3	11
Технологическая насосная станция 3 насоса	12	30		7
Установка отстойника О-1/1, электродегидратора ЭГ-1/1	11	8	2	4
Подогревателя нефти ПТ-1/1	1	14		12
Концевая сепарационная установка КСУ	5	15	1	13
Итого:	48	90	6	47
Всего:	191

Для формирования стоек контроллера будем использовать следующие модули ввода/вывода:

Таблица 3.3 – Используемые модули ввода/вывода

Вид сигнала	Модуль	Заказной номер
AI(4-20 мА)	SM331 AI8x12bit	6ES7 331-7KF02-0AB0
AI (RTD)	SM331 AI8xRTD	6ES7 331-7PF01-0AB0
DI (24В)	SM321 DI32x24VDC	6ES7 321-1BL00-0AA0
DI (~220В)	SM321 DI8x230VAC	6ES7 321-1FF01-0AA0
AO (4-20мА)	SM332 AO8x12bit	6ES7 332-5HF00-0AB0
DO (~220В)	SM322 DO16x230VAC	6ES7 322-1FH00-0AA0
DO(~220В) - реле	SM322 DO8xRel.	6ES7 322-1HF10-0AA0

Для аналоговых входных сигналов используем универсальный модуль ввода аналоговых сигналов AI8x12bit[22]. Для измерения температуры используем специальный модуль измерения температурыAI8xRTD(модификация для отечественных термометров). Для сигнализации используем модуль вывода дискретных сигналовDO16x230VACс группировкой по 8 каналов. Для управления насосами/задвижками используем модульDO8xRel.с группировкой по одному каналу.

Разобьем сигналы по модулям ввода/вывода. Распределение входных/выходных сигналов показано на рисунках 3.1, 3.2 и 3.3.

Рисунок 3.1 – Распределение аналоговых сигналов по модулям

Рисунок 3.2 – Распределение дискретных входных сигналов

Рисунок 3.3 – Распределение дискретных выходных сигналов

Количество получившихся модулей приведено в таблице 3.4.

Таблица 3.4

Позиция	Модуль	Количество
AI-1...4	AI8x12bit	4
AI-T-1...2	AI8xRTD	2
AO-1	AO8x12bit	1
DI-1...2	DI32x24VDC	2
DI-3...6	DI8x230VAC	4
DO-1	DO16x230VAC	1
DO-2...6	DO8xRel.	5

Целесообразным является установка модулей с разными входным/выходным сигналами на разные стойки. Поэтому на первую стойку разместим модули аналогового ввода/вывода, на вторую стойку разместим модули дискретного ввода, а на третью стойку разместим модули дискретного вывода. Распределение каналов ввода/вывода приведено в работе.

Для подключения цепей к модулю потребуется фронтальный штекер с винтовыми зажимами на 20 (10 штук) и 40 клемм (9 штук).