330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 1СУтеплВлажОбрабБетона
.pdf
СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ СТРОЙМАТЕРИАЛОВ
Опыт автоматизации тепловлажностной обработки бетона
Александр Деркач, Владимир Красных, Виталий Литвиненко, Антон Риккель, Сергей Смирнов, Румада Зейналова
В статье описывается опыт создания автоматизированной системы управления технологическим процессом тепловлажностной обработки железобетонных изделий на заводе «Спецжелезобетон» (г. Лиски, Воронежская область).
|
ВВЕДЕНИЕ |
прочностью, равной 65–70% прочности |
● открытие крышки камеры и выгруз |
|||
|
Традиционно технологический про |
28 суточного бетона. Именно так и |
ка форм из пропарочной камеры. |
|||
|
цесс производства железобетона вклю |
поступают при заводском изготовлении |
В предлагаемой вниманию читателей |
|||
|
чает операции приготовления бетон |
железобетонных изделий. |
|
статье описывается опыт создания и |
||
|
ной смеси, формования изделий и |
Технологический процесс |
ТВО |
внедрения автоматизированной систе |
||
|
тепловлажностной обработки изделий. |
состоит из следующих основных опе |
мы управления технологическим про |
|||
|
Тепловлажностная обработка бетона |
раций: |
|
цессом тепловлажностной обработки |
||
|
завершает технологический процесс |
● загрузка смонтированных форм в |
(АСУ ТП ТВО) железобетонных изде |
|||
|
производства бетонных и железобетон |
пропарочную камеру; |
|
лий на |
заводе |
«Спецжелезобетон» |
|
ных изделий и используется для уско |
● закрытие крышки камеры и кон |
(г. Лиски, Воронежская область). |
|||
|
рения твердения бетона. |
троль её положения; |
|
|
|
|
|
Наиболее широко применяется тепло |
● предварительная выдержка изделий |
ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА |
|||
|
влажностная обработка (ТВО) бетона |
под крышкой (без пара, 1–2 часа); |
АВТОМАТИЗАЦИИ |
|||
|
пропариванием в специальных камерах |
● набор необходимого значения тем |
90 е годы прошли для формовочного |
|||
|
при нормальном давлении и температу |
пературы по заданному графику про |
цеха завода «Спецжелезобетон» бес |
|||
|
ре 60–100°С. Высокие температуры |
цесса ТВО (2–3 часа); |
|
следно, в том смысле, что не осталось и |
||
|
(порядка 80–90°С) ускоряют химиче |
● выдержка при заданной температуре |
следа от исходной локальной автома |
|||
|
ские реакции в бетоне. Например, если |
(изотермия с поддержкой |
паром, |
тики, которой цех был оборудован при |
||
|
изделие пропарить во влажной среде |
2–7 часов, 65–90°С); |
|
строительстве. |
|
|
|
при температуре 80–90°С в течение |
● снижение температуры в соответствии |
Формовочный цех завода включает в |
|||
|
12–16 часов, то можно получить бетон с |
с графиком процесса (3–6 часов); |
себя пять рабочих пролётов с пропа |
|||
|
|
|
|
рочными |
камерами и лабораторию. |
|
|
|
|
|
Каждый пролёт состоит из двух сек |
||
|
|
|
|
ций, по четыре камеры в каждой сек |
||
|
|
|
|
ции. На рис. 1 представлен общий вид |
||
|
|
|
|
формовочного цеха, а на рис. 2 – вид |
||
|
|
|
|
пропарочной камеры сверху. |
||
|
|
|
|
Подача пара в цех осуществляется с |
||
|
|
|
|
предприятия сателлита по магистраль |
||
|
|
|
|
ному паропроводу. На входе в цех ТВО |
||
|
|
|
|
установлен узел |
учёта параметров |
|
|
|
|
|
поступающего пара (давление, темпе |
||
|
|
|
|
ратура, расход), устройств по поддер |
||
|
|
|
|
жанию параметров в заданных преде |
||
|
|
|
|
лах не предусмотрено. От входного |
||
|
|
|
|
паропровода отходят пять линий для |
||
|
|
|
|
подвода пара в каждый пролёт. |
||
|
|
|
|
Далее — ещё один уровень ветвления в |
||
48 |
|
|
|
секционном распределителе, и в итоге |
||
Рис. 1. Общий вид формовочного цеха завода «Спецжелезобетон» (г. Лиски) |
|
в каждую камеру идёт свой паропро |
||||
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
СТА 4/2009 |
©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru
|
|
|
|
|
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь С Т Р О Й М А Т Е Р И А Л О В |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В каждой из 40 камер установлен |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
один |
датчик |
температуры |
(сигнал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4...20 мА), один оптический датчик |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
положения крышки (дискретный сиг |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нал 24 В) и один отсечной клапан управ- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ления подачей пара (два дискретных |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сигнала управления 220 В и два дискрет |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных сигнала положения). Кроме того, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
используются несколько сигналов кон |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
троля температуры и давления и упра |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вления на линиях паропроводов. Всего в |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
системе задействовано: |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
● 50 аналоговых сигналов (4...20 мА); |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
● 172 дискретных сигнала контроля |
|||
Рис. 2. Пропарочная камера (крышка снята, изделия загружены) |
|
|
|
(24 В пост. тока); |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
● 94 дискретных сигнала управления |
|||
вод. Регулирование подачи пара из |
● сбор, регистрация, анализ и архиви |
(220 В перем. тока). |
|
|||||||||
распределительного устройства в каме |
рование текущих параметров техно |
Также в системе имеется 40 контуров |
||||||||||
ру производится двумя параллельно |
логического |
процесса |
в |
каждой |
регулирования температуры в камерах. |
|||||||
установленными вентилями. |
|
камере; |
|
|
|
С учётом рассредоточенности камер |
||||||
До внедрения АСУ ТП ТВО управле |
● выявление и регистрация системных |
ТВО по территории цеха контроллер |
||||||||||
ние технологическим процессом вы |
и технологических событий и аварий; |
ное оборудование размещено в трёх |
||||||||||
глядело в общих чертах так: оператор |
● диагностика состояния оборудования; |
шкафах (ТВО К1, ТВО К2, ТВО К3) |
||||||||||
обходит цех (40 камер) с ручным термо |
● формирование отчётности. |
|
в непосредственной близости от соот |
|||||||||
метром (цена деления 2°С), снимает |
В перспективе система АСУ ТП ТВО |
ветствующих технологических объек |
||||||||||
показания, записывает их в «базу дан |
может быть интегрирована в общеза |
тов. Связь контроллеров с АРМ опера |
||||||||||
ных» (листок бумаги), устанавливает |
водскую информационную |
систему |
тора и инженерной станцией осущест |
|||||||||
вентили подачи пара в надлежащее |
управления производством. |
|
|
вляется по сети Ethernet (линия длиной |
||||||||
положение, |
руководствуясь здравым |
|
|
|
|
примерно 100 м). |
|
|||||
смыслом и богатым жизненным опы |
ОБЩИЕ СИСТЕМНЫЕ РЕШЕНИЯ |
Верхний уровень системы представ- |
||||||||||
том, возвращается в лабораторию и |
Структурная схема АСУ ТП ТВО |
лен рабочей станцией, расположен |
||||||||||
переписывает данные в гроссбух. Далее |
изображена на рис. 3. |
|
|
ной в помещении лаборатории, обслу |
||||||||
цикл повторяется с периодом в один |
Система делится на три уровня, и в |
живающей технологический процесс. |
||||||||||
час. Такая картина сохранялась до |
её состав входят: |
|
|
В рабочую станцию загружено про |
||||||||
2007 года, когда было принято решение |
● исполнительные устройства, датчи |
граммное обеспечение АРМ оператора. |
||||||||||
о проведении реконструкции и внедре |
ки температуры, давления и положе |
Для отладочных целей и резервирова |
||||||||||
нии автоматизированной системы. |
ния крышек камер; |
|
|
ния АРМ оператора к системе может |
||||||||
|
|
|
|
|
● шкафы контроллеров (ТВО К1, ТВО |
подключаться компьютер инженерной |
||||||
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ |
|
К2, ТВО К3); |
|
|
станции с соответствующим програм |
|||||||
АСУ ТП ТВО создавалась и внедря |
● автоматизированное рабочее место |
мным обеспечением. |
|
|||||||||
лась со следующими целями: |
|
(АРМ) оператора ТВО и инженерная |
Основная функция системы – это |
|||||||||
● увеличение объёмов выпуска и повы |
станция. |
|
|
|
поддержание температуры пара в пропа |
|||||||
шение |
качества |
изготавливаемой |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
продукции; |
|
|
Лаборатория |
|
|
|
|
Аппаратная |
|
|||
● повышение надёжности и качества |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
управления процессом ТВО; |
|
АРМ оператора ТВО |
|
|
|
Инженерная станция |
|
|||||
● оптимизация процесса ТВО и сни |
1. Windows XP |
|
|
|
|
1. Windows XP |
|
|||||
2. GENESIS32 (75) |
|
|
|
|
||||||||
жение расхода энергии; |
|
3. DataWorX32 |
|
|
|
|
2. CoDeSys |
|
||||
|
|
|
|
|
3. Gateway |
|
||||||
|
3. WAGO OPC Server |
|
|
|
|
|||||||
● обеспечение возможности интегра |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ции в централизованную систему |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
управления производством. |
|
Шкаф |
|
|
Шкаф |
|
|
Шкаф |
|
|||
Система |
решает |
комплекс |
задач |
|
|
|
|
|
||||
контролллера |
|
|
контролллера |
|
контролллера |
|
||||||
управления технологическим процес |
ТВО К1 |
|
|
ТВО К3 |
|
|
ТВО К2 |
|
||||
сом, а именно: |
|
|
|
|
|
|
Коммутатор |
|
|
|
||
● централизованное |
ручное управле |
|
|
|
Ethernet EDG 6528 |
|
|
|||||
WAGO I/O 750 841 |
|
WAGO I/O 750 841 |
WAGO I/O 750 841 |
|||||||||
ние, визуализация и контроль техно |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
логического процесса с АРМ опера |
|
AI (4...20 мА) – 10 |
|
|
AI (4...20 мА) – 22 |
AI (4...20 мА) – 18 |
||||||
тора ТВО, расположенного в поме |
|
DI – 28 |
|
|
DI – 72 |
|
DI – 72 |
|
||||
|
DO – 20 |
|
|
DO – 37 |
|
DO – 37 |
|
|||||
щении лаборатории; |
|
Клапаны, |
|
Клапаны, |
|
Клапаны, |
|
|||||
● автоматическое управление техноло |
|
|
|
|||||||||
датчики пролёта 1 |
|
датчики пролётов 4, 5 |
|
датчики пролётов 2, 3 |
||||||||
гическим процессом в соответствии |
|
|
|
|
|
|
|
49 |
||||
с заданием оператора; |
|
Рис. 3. Структурная схема АСУ ТП ТВО |
|
|
|
|||||||
СТА 4/2009 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
|
©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru |
|
|
|||||||
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь С Т Р О Й М А Т Е Р И А Л О В
|
Рис. 4. Электроклапаны, установленные на паропроводе |
Рис. 5. АРМ оператора ТВО |
|
|
||||
|
рочных камерах в соответствии с цикло |
формирует (по требованию оператора) |
● панель монтажная. |
|
||||
|
граммой, задаваемой оператором. Кон |
«Журнал ТВО», в котором фиксируют |
В качестве |
корпуса |
используется |
|||
|
троль температуры в камере произво |
ся номер пропарочной камеры, наиме |
шкаф фирмы Rittal (рис. 6), имеющий |
|||||
|
дится по выходному сигналу термомет- |
нование и количество изделий, времен |
степень защиты IP65 по ГОСТ |
|||||
|
ра сопротивления, рабочая часть кото |
ные′ отсчёты исполнения циклограм |
14254 96. Конструкция шкафа предус |
|||||
|
рого помещена в камеру. Регулирование |
мы, часовые отсчёты значения темпе |
матривает использование его в усло |
|||||
|
температуры пара в камере осуществля |
ратуры в камере, фамилия оператора. |
виях промышленного объекта с за |
|||||
|
ется открытием или закрытием клапа |
По команде оператора журнал распе |
креплением в вертикальном положе |
|||||
|
на, установленного на паропроводе, |
чатывается на принтере. |
|
|
нии на стенах или специальных средст |
|||
|
по которому поступает в камеру пар |
|
|
|
|
вах для монтажа оборудования. Шкаф |
||
|
(рис. 4). Информация о положении кла |
КОМПЛЕКС ТЕХНИЧЕСКИХ |
закрывается дверцей с установленным |
|||||
|
пана, установленного на ведущем к |
СРЕДСТВ |
|
|
|
на ней замком и размещается в ванда |
||
|
камере паропроводе, поступает с датчи |
Комплекс технических средств (КТС) |
лоустойчивом сейфе. |
|
||||
|
ков положения клапана. Положение |
рабочего места оператора (рис. 5) |
Для подвода проводов и кабелей пре |
|||||
|
крышки камеры контролируется опти |
включает |
высокопроизводительную |
дусмотрена съёмная панель в нижней |
||||
|
ческой системой, состоящей из опто |
станцию оператора АСУ – промыш |
части корпуса. |
|
|
|||
|
электронного датчика и отражателя, |
ленный компьютер IPC SYS1 1 мо |
Монтажная |
панель |
крепится у |
|||
|
установленного на крышке пропароч |
дельного |
ряда AdvantiX |
(фирма |
задней стенки корпуса. На монтажной |
|||
|
ной камеры. Отслеживание заданного |
FASTWEL), лазерный |
принтер (HP |
панели установлены: |
|
|||
|
циклограммой значения температуры |
LaserJet 1022), источник бесперебой |
● программируемый логический кон |
|||||
|
осуществляется автоматически с помо |
ного питания (модель SUA750I фирмы |
троллер WAGO I/O 750 841 с модуля |
|||||
|
щью алгоритма, выполняемого кон |
APC). Модель компьютера FASTWEL® |
ми ввода/вывода дискретных и ана |
|||||
|
троллерами шкафов ТВО К1, ТВО К2, |
AdvantiX IPC SYS1 1 |
представляет |
логовых сигналов (в дальнейшем – |
||||
|
ТВО К3. Контроллеры обеспечивают |
собой рабочую станцию для оператора |
контроллер); |
|
|
|||
|
одновременное отслеживание цикло |
АСУ, построенную на базе процессора |
● источники вторичного электропита |
|||||
|
грамм для 40 камер. В дистанционном |
Intel Celeron D. На IPC SYS1 1 имеется |
ния (в дальнейшем – ИВЭП) с вы |
|||||
|
режиме работы системы реализовано |
сертификат соответствия и гигиениче |
ходным напряжением +24 В посто |
|||||
|
ручное управление с АРМ оператором |
ский сертификат. Модель ударопроч |
янного тока для питания контролле |
|||||
|
ТВО положения клапана для управле |
на, устойчива к вибрациям, темпера |
ра, модулей ввода/вывода, датчиков |
|||||
|
ния нагревом или остыванием пара в |
турным воздействиям, |
повышенной |
и катушек реле; |
|
|||
|
камере. |
влажности и проявила себя надёжной в |
● электромеханические |
реле фирмы |
||||
|
АРМ оператора ТВО позволяет кон |
эксплуатации. За девять месяцев, когда |
Omron; |
|
|
|||
|
тролировать на экране дисплея темпера |
длилась |
пусконаладка |
и |
опытная |
● наборные клеммы WAGO для под |
||
|
туру в каждой камере, положение клапа |
эксплуатация, никаких |
явлений по |
ключения сигналов; |
|
|||
|
нов, режим работы (автоматический, |
категориям «виснет», «глючит» и т.п. не |
● короба для укладки кабелей и проводов; |
|||||
|
дистанционный), предупредительные |
зафиксировано. |
|
|
● автоматические выключатели. |
|||
|
и аварийные сообщения. По каждой |
Основные функции по вводу инфор |
В качестве примера на рис. 7 показана |
|||||
|
камере осуществляется графическое |
мации от датчиков и реализации алго |
функциональная схема шкафа ТВО К1. |
|||||
|
отображение циклограммы и текущих |
ритмов управления исполнительными |
Основу ТВО К1 составляет модуль |
|||||
|
значений температуры в камере. В слу |
механизмами выполняются автомати |
программируемого логического кон |
|||||
|
чае необходимости на экране можно |
кой, размещённой в шкафах контрол |
троллера 750–841 фирмы WAGO, кото |
|||||
|
отобразить в графическом виде архив |
леров ТВО К1, ТВО К2, ТВО К3, кото |
рый предназначен для работы в |
|||||
|
ные данные о выполненных циклограм |
рые состоят из следующих основных |
локальных и корпоративных сетях по |
|||||
|
мах и значениях температур в камерах. |
конструктивных узлов: |
|
|
интерфейсу Ethernet. Контроллер сов |
|||
50 |
Для документирования технологиче |
● корпус; |
|
|
|
местно с модулями ввода/вывода обес |
||
ского процесса АРМ оператора ТВО |
● панель для кабельных вводов; |
печивает выполнение основных функ |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
|
|
СТА 4/2009 |
©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь С Т Р О Й М А Т Е Р И А Л О В
|
|
кретных |
выходов в определённые |
адреса внутренней шины; он устана |
||||||||
|
|
состояния |
|
используются |
внешние |
вливается в конце собранного узла кон |
||||||
|
|
запросы, которые записывают в фик |
троллера WAGO I/O. |
|
|
|
||||||
|
|
сированную область памяти контрол |
Для обеспечения модуля контролле |
|||||||||
|
|
лера образ |
состояния |
дискретных |
ра 750–841 качественным электропи |
|||||||
|
|
выходов. При выполнении очередного |
танием необходим ещё один ИВЭП |
|||||||||
|
|
основного цикла программы контрол |
DNR60US24. |
|
|
|
|
|||||
|
|
лер считывает из памяти этот образ и |
Контроллеры и |
компьютер |
АРМ |
|||||||
|
|
устанавливает дискретные |
выходы в |
объединены в локальную сеть с помо |
||||||||
|
|
определённые состояния. |
|
|
щью |
промышленного |
коммутатора |
|||||
|
|
В ходе основного цикла программы |
EDG 6528 фирмы Advantech. EDG 6528 |
|||||||||
|
|
контроллер отрабатывает ряд алгорит |
поддерживает |
восемь |
интерфейсов |
|||||||
|
|
мов по поддержанию температуры в |
10/100Base T, обеспечивает полно и |
|||||||||
|
|
камерах в соответствии со значениями, |
полудуплексный режим передачи дан |
|||||||||
|
|
заданными циклограммами. |
|
ных, |
автоматическое |
распознавание |
||||||
|
|
Ввод и вывод информации в кон |
полярности и типа кабеля в стандарте |
|||||||||
|
|
троллер от объекта управления осу |
MDI/MDI X и защиту от электростати |
|||||||||
|
|
ществляется через модули ввода/выво |
ческого разряда до 4000 В постоянного |
|||||||||
|
|
да серии 750 XXX системы WAGO I/O. |
тока. |
|
|
|
|
|
||||
Рис. 6. Шкаф контроллера ТВО |
Аналоговые сигналы 4…20 мА от дат |
Сеть разведена |
экранированным |
|||||||||
|
|
чиков поступают на входы модулей |
кабелем 1633Е производства фирмы |
|||||||||
ций по вводу и первичной обработке |
аналогового ввода серии 750–452. Дис |
Belden (4 витые пары категории 5е). |
||||||||||
информации, а также отработку основ |
кретные входные сигналы с выходов |
Несмотря на высокий уровень элек |
||||||||||
ных алгоритмов управления объектом. |
типа «сухой» контакт проходят непо |
тромагнитных помех в цехе (постоянно |
||||||||||
Контроллер имеет возможность под |
средственно от датчиков, установлен |
работают электросварка, конвейеры, |
||||||||||
ключения до 64 модулей ввода/вывода |
ных на контролируемом объекте, на |
мостовые краны и другое технологиче |
||||||||||
дискретных и аналоговых сигналов. |
модули серии 750–415. Питание цепей |
ское оборудование), в ходе пускона |
||||||||||
При выполнении основного цик- |
датчиков |
осуществляется |
от ИВЭП |
ладки и опытной эксплуатации сеть |
||||||||
ла прикладной программы контролле |
серии БП14Б Д4.4 24 фирмы ОВЕН и |
работала без нареканий. |
|
|||||||||
ром 750–841 осуществляется сохране |
ИВЭП DNR60US24 производства ком |
|
|
|
|
|
|
|||||
ние в его памяти измеренных значений |
пании XP Power. |
|
|
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ |
||||||||
аналоговых сигналов и состояний дис |
Для формирования дискретных сиг |
Структура программного обеспечения |
||||||||||
кретных входов, а также происхо- |
налов телеуправления в ПТК применя |
(ПО) АСУ ТП ТВО показана на рис. 8. |
||||||||||
дит установка дискретных выходов |
ются универсальные реле фирмы Omron |
Прикладное |
ПО |
контроллеров |
||||||||
контроллера в определённые состоя |
серии MY. Реле осуществляют коммута |
WAGO I/O 750 841создавалось в сре- |
||||||||||
ния. Область памяти с сохранённы- |
цию внешних цепей с напряжением до |
де разработки CoDeSys фирмы 3S |
||||||||||
ми значениями аналоговых и дискрет |
220 В и током до 10 А. Управление реле |
(Smart Software Solutions GmbH) с |
||||||||||
ных сигналов по запросу может быть |
выполняется |
модулями |
дискретного |
использованием языков программиро |
||||||||
передана по сети Ethernet на АРМ опе |
вывода серии 750 516. Для ввода напря |
вания ST и SFC стандарта IEC 61131 3. |
||||||||||
ратора. Для |
формирования запросов |
жения, подаваемого на катушки реле, |
Программы |
контроллеров |
почти |
|||||||
используется |
протокол прикладного |
используются модули 750–610. Напря |
идентичны, имеются лишь неболь- |
|||||||||
уровня Modbus. Транспортная функ |
жение берётся от ИВЭП DNR60US24. |
шие количественные отличия, связан |
||||||||||
ция реализована с использованием |
Оконечный модуль 750–600 обеспе |
ные с составом обслуживаемого обору |
||||||||||
протокола TCP/IP. Для установки дис |
чивает работу системы, замыкая линию |
дования. |
|
|
|
|
||||||
|
|
Программируемый логический контроллер |
|
|||
Модуль контроллера |
Модули аналогового ввода |
Модули дискретного вывода |
Модули дискретного ввода |
Модули дискретного ввода |
||
750 841 (1 шт.) |
|
750 452 (5 шт.) |
|
750 516 (5 шт.) |
750 415 (2 шт.) |
750 415 (6 шт.) |
|
|
|
ИВЭП DNR60US24 |
|
|
|
|
|
|
|
(1 шт.) |
|
|
ИВЭП DNR60US24 |
Блоки питания |
Реле MY2N D2 |
ИВЭП DNR60US24 |
Блоки питания |
||
(1 шт.) |
|
БП14Б Д4.4 24 |
(20 шт.) |
(1 шт.) |
БП14Б Д4.4 24 |
|
|
|
(3 шт.) |
|
|
|
(3 шт.) |
Ethernet |
|
От датчиков температуры |
|
Управление клапанами |
От датчиков положения |
От датчиков |
|
|
крышек камер |
состояния клапанов |
|||
|
|
|
|
|
||
Рис. 7. Функциональная схема шкафа ТВО К1 |
|
|
|
51 |
||
СТА 4/2009 |
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru |
|
||||
|
С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь С Т Р О Й М А Т Е Р И А Л О В |
|
|
|
|||||||
|
ПО нижнего уровня, реализуемое |
|
|
|
|
|
|
||||
|
контроллерами, |
решает |
следующие |
|
АРМ оператора AdvantiX IPC SYS1 |
|
|||||
|
основные задачи: |
|
|
Экраны |
|
|
|
|
Сменный отчёт |
||
|
● приём, распаковка и интерпретация |
АРМ |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
командных слов, полученных от про |
|
ОРС HDA |
|
|
|
|||||
|
граммы АРМ оператора; |
|
|
|
|
|
MS Excel |
||||
|
● передача оперативных данных на АРМ |
|
Alarm |
Trend |
|
|
|||||
|
оператора и инженерную станцию; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
● мониторинг датчиков, анализ досто |
|
|
|
|
|
|
||||
|
верности получаемой информации и |
GraphWorX32 |
AlarmWorX32 |
TrendWorX32 |
|
||||||
|
сигнализация о состоянии датчиков, |
Journal |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
анализ исправности технологическо |
|
|
|
|
|
|
||||
|
го оборудования; |
|
|
ОРС DA |
|
|
|
||||
|
● в ручном режиме – дистанционное |
|
|
|
|
|
|
||||
|
(от |
АРМ |
оператора) |
управление |
DataWorX32 |
|
WAGO Modbus/TCP OPC Server |
ScriptWorX32 |
|||
|
исполнительными механизмами; |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
● в автоматическом режиме – регули |
|
|
Ethernet |
|
|
|
||||
|
рование температуры в камерах в |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
соответствии с определённой опера |
|
|
Коммутатор Ethernet |
|
|
|||||
|
тором циклограммой. |
|
Ethernet |
Ethernet |
Ethernet |
|
Ethernet |
||||
|
На рис. 9 приведён фрагмент про |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
граммы на языке SFC, реализующий |
Контроллер 1 |
Контроллер 2 |
Контроллер 3 |
Инженерная станция |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
алгоритм управления клапаном. |
Прикладное ПО |
Прикладное ПО |
Прикладное ПО |
Среда разработки CoDeSys |
||||||
|
Прикладное программное обеспече |
||||||||||
|
(камеры 1...8) |
(камеры 9...24) |
(камеры 25...40) |
Проект: программы и визуализации |
|||||||
|
ние АРМ оператора разработано с |
|
|
|
|
CoDeSys Gateway (шлюз данных) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
использованием |
SCADA системы |
|
|
|
|
|
|
|||
|
GENESIS32 v7.2 фирмы ICONICS и |
Рис. 8. Структура программного обеспечения АСУ ТП ТВО |
|
|
|||||||
|
развёрнуто на промышленном ком |
|
|
|
|
|
|
||||
|
пьютере AdvantiX IPC SYS1 1. |
компьютер (инженерная станция), на |
новки технологического процесса. Это |
||||||||
|
Программное обеспечение АРМ опе |
котором установлена среда разработки |
особенно актуально, так как пускона |
||||||||
|
ратора ТВО решает следующие задачи: |
программного обеспечения контролле |
ладка АСУ ТП ТВО осуществлялась в |
||||||||
|
● визуализация параметров технологи |
ров CoDeSys. Это даёт возможность |
условиях безостановочной работы тех |
||||||||
|
ческого процесса (рис. 10); |
модифицировать, отлаживать и переза |
нологического оборудования. |
||||||||
|
● выбор оператором режимов работы; |
гружать программы в контроллеры |
В связи с этим хотелось бы отметить |
||||||||
|
● подача команд оператора в режиме |
непосредственно на объекте без оста |
ряд существенных преимуществ кон |
||||||||
|
ручного управления; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
● запись информации о параметрах |
|
|
|
|
|
|
||||
|
процесса в архив; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
● выявление и регистрация событий и |
|
|
|
|
|
|
||||
|
аварий в системе; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
● просмотр исторических данных и |
|
|
|
|
|
|
||||
|
отчётов тревог и событий; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
● просмотр текущих и исторических |
|
|
|
|
|
|
||||
|
данных в виде трендов; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
● формирование конфигурационной и |
|
|
|
|
|
|
||||
|
командной информации; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
● обмен информацией с контроллерами; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
● печать сменных отчётов в форме |
|
|
|
|
|
|
||||
|
журнала ТВО. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Взаимодействие между контроллера |
|
|
|
|
|
|
||||
|
ми и АРМ оператора ТВО осуществля |
|
|
|
|
|
|
||||
|
ется по локальной сети Ethernet с |
|
|
|
|
|
|
||||
|
использованием |
протокола Modbus |
|
|
|
|
|
|
|||
|
TCP. В связи с ограничениями прио |
|
|
|
|
|
|
||||
|
бретённой лицензии на SCADA систе |
|
|
|
|
|
|
||||
|
му (75 тегов) и довольно большим |
|
|
|
|
|
|
||||
|
объёмом передаваемой информации |
|
|
|
|
|
|
||||
|
оперативный обмен ведётся упакован |
|
|
|
|
|
|
||||
|
ными двойными словами (4 байта). |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Для тестирования, отладки, сопро |
|
|
|
|
|
|
||||
52 |
вождения и развития системы в состав |
|
|
|
|
|
|
||||
комплекса |
входит дополнительный |
Рис. 9. Фрагмент программы на языке SFC, реализующий алгоритм управления клапаном |
|||||||||
|
www.cta.ru |
|
|
|
|
|
|
|
|
СТА 4/2009 |
|
|
|
|
|
|
©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru |
|
|||||
СИ С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь
СТ Р О Й М А Т Е Р И А Л О В
|
|
|
и служат для графического отображе |
|
|
|
ния технологического процесса на |
|
|
|
этапе исполнения. Мы использовали |
|
|
|
визуализации для отладки ПО и |
|
|
|
пусконаладки оборудования, хотя |
|
|
|
для какой то группы проектов они |
|
|
|
вполне могут играть роль встроенной |
|
|
|
SCADA системы. Пример визуализа |
|
|
|
ции CoDeSys для контроля и упра |
|
|
|
вления одной из камер приведён на |
|
|
|
рис. 11. |
|
|
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ |
|
|
|
Описанный в настоящей статье про |
|
|
|
ект был реализован в 2008 году. Разра |
|
|
|
ботка проектной документации, про |
|
|
|
граммного обеспечения и поставка |
|
|
|
оборудования осуществлялись одно |
|
|
|
временно в течение трёх месяцев. |
|
|
|
Сборка шкафов управления и монтаж |
|
|
|
оборудования в цехе завершены за |
|
|
|
один месяц. Четыре месяца ушли на |
|
Рис. 10. Экран АРМ «Пульт оператора» |
|
пусконаладку системы. Большой срок |
|
|
|
пусконаладки в основном был связан с |
|
|
|
низкой надёжностью клапанов, регу |
|
|
|
лирующих подачу пара в камеры. По |
|
|
|
стоимости КТС и базового ПО проект |
|
|
|
можно отнести к категории малобюд |
|
|
|
жетных. Тем не менее сочетание кон |
|
|
|
троллеров WAGO I/O, промышленных |
|
|
|
компьютеров AdvantiX и SCADA сис |
|
|
|
темы GENESIS32 обеспечило высокую |
|
|
|
реактивность системы, комфортный |
|
|
|
человеко машинный интерфейс и |
|
|
|
необходимую точность поддержания |
|
|
|
технологических параметров. |
|
|
|
Внедрение АСУ ТП ТВО позволило |
|
|
|
усилить технологическую дисциплину |
|
|
|
и строже выдерживать технологиче |
|
|
|
ский регламент, что способствовало |
|
|
|
повышению качества выпускаемых |
|
|
|
изделий и экономии энергоресурсов. |
|
Рис. 11. Экран визуализации CoDeSys |
|
Опыт конкретной реализации АСУ |
|
|
|
ТП ТВО с учётом возможности струк |
|
цепции ПЛК, а также стандарта МЭК |
который позволяет работать как при |
турной, функциональной и информа |
|
61131 вообще и среды разработки |
отсутствии контроллера (в режиме |
ционной наращиваемости системы |
|
CoDeSys в частности. |
эмуляции), так и в режиме on line с |
позволил разработать типовые аппа |
|
● Средой разработки поддерживаются |
реальным контроллером по сети. |
ратно программные решения на базе |
|
все языки стандарта МЭК и возмож |
● Большая вычислительная мощность |
современной техники и ПО, которые |
|
ность использования разных языков |
и многозадачная исполнительная |
могут быть востребованы широким |
|
в одном проекте. Нами использова |
система контроллера позволили |
кругом заказчиков для создания систем |
|
лись два из пяти: SFC и ST. Практика |
легко встроить в программу имита |
контроля и управления ТВО желeзобе |
|
показала очень высокую эффектив |
тор объекта управления, что очень |
тонных изделий. |
|
ность этой пары. |
полезно при отладке алгоритмов. |
Данная работа выполнена в содруже |
|
● Хорошие возможности по масшта |
● Весьма удобным средством в CoDeSys |
стве специалистами фирмы «Шатл» |
|
бированию проекта обеспечивает |
являются так называемые визуализа |
(г. Казань), НПП «АСУбетон» (г. Баку) |
|
поддержка массивов функциональ |
ции (это аналог экранов SCADA сис |
и НПО «Инженер 2000» (г. Саратов). ● |
|
ных блоков и конфигурационных |
тем). Они осуществляют взаимодей |
|
|
(шаблонных) переменных. |
ствие с любыми переменными проек |
Авторы – сотрудники |
|
● При переходе в режим исполнения |
та через встроенный шлюз передачи |
НПП «АСУбетон» и ООО «Шатл» |
54 |
среда разработки превращается в |
данных Gateway (с минимальными |
Телефон: (843) 272!4766 |
удобный и эффективный отладчик, |
усилиями со стороны программиста) |
E!mail: info@shuttle.kazan.ru |
|
|
|
|
|
|
www.cta.ru |
|
СТА 4/2009 |
©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru