Пояснения к содержанию подраздела 2 4 и 4

Пояснения к содержанию подраздела 2. 4 и 4 раздела ВКР бакалавров

Устройства контроля и управления (2. 4) Содержание подраздела: • Представить краткое текстовое описание итогового выбранного варианта программируемого контроллера. Технические характеристики контроллера в виде таблицы (см. слайд 4). Текстовое описание не должно дублировать характеристики, приведенные в таблице. Допускается приводить небольшие рисунки внешнего вида устройств. СОДЕРЖАНИЕ: текстовое описание выбранного контроллера, таблица с техническими характеристиками контроллера. • Форма таблицы описания на слайде № 4. • Пример описания на слайде № 5. Важно: • Сравниваться должны конкретные модели (например, Win. Pac 8000 или Siemens S 7 200 – это не контроллеры, а серии!) и конфигурации с указанием полной маркировки и всех необходимых комплектующих (модулей ввода-вывода, коммуникационных модулей, блоков питания и т. д. ) в таблице. Пункты, выделенные жирным в таблице, являются обязательными. • Обязательно сохранять и предоставлять ссылки на страницы или электронные каталоги, откуда взяты данные оборудования.

Выбор управляющего устройства (5. 2) Принципы выбора устройства управления: Поскольку разрабатываемые вами системы относятся к категории малых, то не надо выбирать контроллеры для средних и больших систем автоматизации. Основными характеристиками устройства управления в рамках ВКР является число необходимых входов-выходов (определяется количеством подключаемых датчиков и управляемых исполнительных устройств) и их тип (диапазоны унифицированных сигналов, типы входных каскадов или выходных устройств), поддерживаемые интерфейсы и их количество (определяемое количеством подключаемого внешнего оборудования и типом сети) и протоколы (в т. ч. для подключения распределенных модулей ввода-вывода), условия эксплуатации и напряжения питания, защита от внешних воздействий, время реакции, показатели надежности. Достаточно большой выбор контроллеров: • http: //www. insat. ru/products/? category=20 • http: //www. plcsystems. ru/ • Основные производители промышленных контроллеров на стр. 171 -173 Харазова. См. сайты этих производителей

Выбор управляющего устройства (5. 2) Форма таблицы выбора устройств контроля и управления Характеристика Напряжение питания Степень защиты корпуса Температурный режим эксплуатации, °С Центральный процессор Объем оперативной памяти (ОЗУ) Объем энергонезависимой памяти программ (Flash ПЗУ) Объем энергонезависимой памяти данных (EEPROM ПЗУ) Операционная система Число каналов ввода вывода: - аналоговые входы, шт. - аналоговые выходы, шт. - дискретные (релейные) выходы, шт. Тип (диапазон) сигналов по аналоговым каналам: - аналоговые входы - аналоговые выходы Типы дискретных входов Типы дискретных выходов Коммуникационные интерфейсы Поддерживаемые протоколы передачи данных Значение Если есть Не обязательно

Выбор управляющего устройства (5. 2) Пример описания промышленного PC-based контроллера ICP DAS WP-8841 Характеристика Значение 10. . . 30 В DC (ном. 24 В DC) Напряжение питания Степень защиты корпуса IP 20 Температурный режим эксплуатации, °С -25…+75 32 -х разрядный PXA 270 520 МГц Центральный процессор Объем оперативной памяти (ОЗУ) 128 Мб Объем энергонезависимой памяти программ (Flash ПЗУ) 96 Мб (расш. до 8 Гб) Объем энергонезависимой памяти данных (EEPROM ПЗУ) 16 Кб Операционная система Windows CE 5. 0 Число каналов ввода вывода: - аналоговые входы, шт. I-8017 HW: 16 - аналоговые выходы, шт. I-8024 W: 4 I-8053 W: 16 - дискретные, шт. I-8060 W: 6 - дискретные (релейные) выходы, шт. Тип (диапазон) сигналов по аналоговым каналам: ± 10 В, ± 5 В, ± 2. 5 В, ± 1. 25 В, ± 20 м. A - аналоговые входы 0. . . 20 м. А , ± 10 В - аналоговые выходы Типы дискретных входов Логические уровни напряжения 10… 30 В DC, 0… 4 В DC Типы дискретных выходов Электромеханическое реле 2 А @ 30 В 0. 25 А @250 В Коммуникационные интерфейсы 2 х. Ethernet 100 Base. T, 1 х. USB 1. 1, 2 х. RS-232, 1 х. RS-232/485, 1 х. RS 485 Поддерживаемые протоколы передачи данных Modbus RTU/ASCII/TCP и DCON

Схемы алгоритмов программ управления и контроля (4. 1) Содержание подраздела: схемы программ регулирования технологических параметров, контроля и сигнализации, комбинационного (ситуационного) управления, снабженные текстовым описанием. Требования к составлению алгоритмической схемы в дипломном проекте: • Обозначения выполняются по ГОСТ 19. 701 -90 • Для каждой программы составляется отдельная алгоритмическая схема • Вложенные циклы в алгоритмах для программ ПЛК не допускаются! • Блоки «начало» и «конец» присутствуют всегда! • Программы ПАЗ, аварийной сигнализации и регулирования объединять нельзя! • Каждый алгоритм снабжается текстовым описанием. • Текстовые пояснения выполняются по РД 50 -34. 698 -90 и должны включать наименование алгоритма, его назначение, перечень входных и выходных массивов информации (входные и выходные переменные), взаимосвязь с алгоритмами других программ (если она есть) и описание его логической структуры, т. е. способа формирования результатов решения с указанием последовательности этапов расчета, расчетных и (или) логических формул, используемых в алгоритме. • В схемах вместо текстовых формулировок рекомендуется применять обозначения в виде переменных с указанием присваиваемых или анализируемых значений. • Абстрактные формулировки типа «регулируем» , «увеличить подачу газа» и т. д. и т. п. не допускаются!

Схемы алгоритмов программ управления и контроля (4. 1) Пример описания алгоритма регулирования температуры по ПИД-закону. ИУ – клапан с ЭП, управляемый по 3 х-позиционному закону Алгоритм программы ПИД-регулирования температуры Входными данным для работы программы является требуемая температура подогреваемого газа (уставка Тsp), измеренная температура (текущее значение Tpv), измеренный расход топливного газа (Fpv) и величина зоны нечувствительности привода клапана (DB). В результате вычисления рассогласования по температуре подогреваемого газа ∆T как разности заданной уставки Tsp и температуры газа Tpv на данный момент, по формуле Fsp=ƒ(∆T), где ƒ-функция ПИД-закона, определяется требуемое расчетное значение расхода топливного газа. Затем в результате аналогичного вычисления рассогласования по расходу ∆F определяется требуемое (расчетное) положение рабочего органа клапана POSsp. Вычисленное в свою очередь рассогласование по положению ∆POS является основанием для определения необходимости выработки управляющего воздействия: в случае если рассогласование по положению ∆POS меньше величины зоны нечувствительности DB, выработки воздействия не производится и выходные сигналы трехпозиционного регулятора (открытие – OPN, закрытие – CLS) равны нулю. В противном случае определяется направление перемещения рабочего органа – на открытие или на закрытие в зависимости от знака рассогласования по положению. При отрицательном значении ∆POS выполняется закрытие клапана (CLS=1, OPN=0), при положительном – открытие (CLS=0, OPN=1). Выходными данными программы регулирования являются дискретные сигналы управления пусковой аппаратурой клапана – OPN и CLS.

Схемы алгоритмов программ управления и контроля (4. 1) Алгоритм программы двухпозиционного регулирования температуры с симметричным гистерезисом Tsp – заданная температура (уставка) Tpv – измеренная температура ON – управление реле нагревателя (ON=1 – вкл. , ON=0 – выкл. ) H – гистерезис Const – присваивание переменной ее собственного значения (глобальная переменная, отсутствие модификации)

Принципы разработки проекта в Trace Mode 6 Общие указания разработки проекта в Trace Mode: Для получения подписей по подразделам 4. 2 -4. 3 необходимо принести 2 выполненных проекта: рабочий (программа для прошивки контроллера) и эмуляцию, в которой вместо реального технологического процесса используется его программно реализованная математическая модель. Эмуляция должна быть работоспособной, а поведение модели технологического процесса и управление им должны быть эквиваленты реальному процессу как по физическим явлениям, так и по значениям технологических параметров. Программа и материал: Для разработки проекта использовать базовую версию Trace Mode 6. 09 Расширенная анимация для Trace Mode 6 (извлекается в папку C: Program FilesAd. Astra Research GroupTrace Mode IDE 6 BaseLibAnimation) Полезные учебные материалы по разработке проекта в Trace Mode 6 Канал "TRACE MODE SCADA/HMI Video" на You. Tube (видео простого проекта здесь и здесь) и на сайте Адастры Примеры выполнения имитационных программ и рабочих проектов в Trace Mode (модели выполнены в базовой версии)

Графический интерфейс оператора (4. 2) Содержание подраздела: скриншот разработанного интерфейса (запущенного на исполнение в профайлере проекта), скриншот итоговой таблицы аргументов экрана и краткое текстовое описание основных элементов экрана и способов воздействия через них на ТП или информации, отображаемой данными элементами.

Программы управления и контроля (4. 3) Содержание подраздела: скриншоты либо листинги программ, а также скриншоты аргументов программ. Каждая программа должна быть снабжена текстовым описанием, содержащим наименование программы, ее назначение, описание структуры программы и функций ее составных частей, а также связей с другими программами, если они присутствуют. Все скриншоты и листинги должны быть выполнены с рабочих программ (не с программ-эмуляторов). Пример описания программы сигнализации по температуре и уровню Программа предупредительной сигнализации по уровню и температуре теплоносителя предназначена для уведомления оператора о превышении температуры сырья выше допустимого предела и о снижении уровня теплоносителя в расширительной емкости ниже безопасного значения. Структура программы представлена боками «больше» для контроля температуры и «меньше» – для уровня, выполняющим функции сравнения входных значений с датчиков с заданными пороговыми значениями и формирующими единичные выходные логические сигналы TAH=1 и LAL=1 в случае, если выполняется условие IN 1>IN 2 для TAH и IN 1

Программы управления и контроля (4. 3) Пример программы каскадного ПИД-регулирования; ИУ – клапан с ЭП, управляемый по 3 х-позиционнному закону В результате вычисления рассогласования по температуре как разности между уставкой и значением, поступившим с датчика температуры теплоносителя, по ПИД-закону вычисляется требуемое значение расхода. Аналогично, поскольку в системе реализован каскадный регулятор, вычисляется требуемое положение рабочего органа регулирующего клапана. Данное значение, выраженное в процентах, поступает на командный вход блока управления клапаном (CMD), работающего в режиме отслеживания, т. е. осуществляющего позиционирование рабочего органа в соответствии с входным сигналом задания путем подачи дискретных выходных сигналов (OPN, CLS) на пусковую аппаратуру электропривода клапана. Контроль положения осуществляется по сигналу обратной связи с датчика положения рабочего органа (CDI), а также от концевых выключателей положения (IOP, ICL).

Программы управления и контроля (4. 3) Пример программы табличного управления на языке ST Программа представляет собой реализацию табличного управления. В зависимости от диапазона, в который попадает температура окружающего воздуха Tv, производится присваивание переменной Tsp (уставка по температуре) определенного значения.

Программы управления и контроля (4. 3) Пример программы каскадного ПИД-регулирования; ИУ – клапан с ЭП, управляемый аналоговым сигналом В результате вычисления рассогласования по температуре (блок «X-Y» ) между заданным (Т_sp) и измеренным (ТE) значениями блоком ПИД-регулятора производится расчет требуемого значения расхода. Затем по рассогласованию расхода вычисляется задание по положению клапана, которое передается на позиционер интеллектуального клапана.

Программы управления и контроля (4. 3) Пример программы двухпозиционного регулирования уровня: ИУ-электродвигатель насоса Поддержание уровня осуществляется на уровне 60% с гистерезисом 5%. Для осуществления управления величина текущего уровня, поступающая на блок двухпозиционного регулирования в миллиметрах, переводится в проценты. Пример программы технологической блокировки После подачи команды на запуск (Старт) выполняется программная задержка (wait) на проверку величины давлений. В случае, если величина давления после НВД меньше 15 кгс/см 2, а после ННД – 0, 5 кгс/см 2, выполняется остановка насосов (START_нвд=0; START_ннд=0), а клапану выдается команда на закрытие.

Спасибо за внимание