Получение практических навыков в проектировании систем автоматического управления

Белорусский государственный университетинформатики и радиоэлектроники

Кафедра систем управления

Отчет по производственной практике

Выполнила:

Кулинка Т.Н.

Руководитель практики

ст.гр. 822 403от университета:

Марков А.В.

от предприятия: ЛенчевскийА.А.

Минск 2012

О компании

Система управления двумя насосами 11кВт.

Заключение

Целью производственной практики является получение практических навыков в проектировании систем автоматического управления на основе технического задания от конкретного предприятия, выборе элементной базы и в написании программного обеспечения для будущей системы. А также применение теоритических знаний полученных за время обучения в университете в реальных условиях, их систематизация и углубление

.

О компании

ООО «Системный Анализ С» работает на рынке промышленной автоматизации с 1994 года. Компания является дистрибьютором крупнейших японских компаний OMRONCorporation, YASKAWAELECTRONICCORPORATION и YokogawaElectricCorporation. Сфера деятельности предприятия охватывает широкий спектр услуг от поставки оборудования и комплектующих, до создания автоматизированных систем управления, включая техническое обучение специалистов, гарантийное и сервисное обслуживание, техническую поддержку.

Коллектив ООО «Системный Анализ С» — это высококвалифицированные специалисты, способные решать задачи любой сложности. Квалификация компании подтверждена дипломами и сертификатами фирм-производителей, а также специальным разрешением (лицензией) Проматомнадзора РБ на проектирование, изготовление монтаж, наладку и обслуживание систем автоматического управления.

Принцип работы компании — индивидуальный, комплексный и творческий подход к каждому клиенту, прозрачность работы на всех этапах, точное выполнение поставленных задач. Наши партнерские отношения нацелены на взаимовыгодное и долгосрочное сотрудничество.

Компания предлагает комплексное решение задач клиентов на базе программно-технического комплекса (ПТК) «Сакура» который разработан в соответствии с современными требованиями к системам управления и предназначен для создания АСУ ТП на промышленных объектах энергетики, нефтяной, газовой, химической промышленности, перерабатывающих, транспортных отраслей, и распределительных электрических сетей различной мощности. ПТК «Сакура» может использоваться для выполнения функций контроля и управления на объектах любой степени сложности и ответственности с любым полевым уровнем. Он является промышленной полнофункциональной системой, созданной на базе современной микропроцессорной техники ведущих производителей и может быть внедрен, как на строящихся, так и на реконструируемых объектах, взамен устаревших систем, обеспечивая управления технологическими процессами на качественно новом уровне. Внедрение ПТК «Сакура» улучшает технико-экономические показатели управляемого объекта за счет реализации более сложных и современных методов управления, наглядности и полноты предоставления информации, непрерывной диагностики средств АСУ ТП и технологического оборудования. Конструкторский отдел способен реализовать самые смелые ожидания заказчика.

Специалисты ООО «Системный Анализ С» готовы предложить наиболее оптимальное решение задач с учетом специфики производства, условий финансирования, сроков реализации и экономического эффекта внедрения.

Компанией совместно с кафедрой систем управления Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники организована лаборатория, на базе которой проводится обучение и семинары для специалистов предприятий. Предлагается обучение как на основе базовых программ так и по специальным курсам, разработанным под требования конкретного заказчика.

ООО «Системный Анализ С» обеспечивает полное техническое, гарантийное и сервисное сопровождение поставляемого оборудования и ПТК. Собственный сервисный центр компании готов предложить свои услуги по решению проблем в обслуживании и ремонте практических любых брендов

Система управления двумя насосами 11кВт.

Была разработана система управления, применяемая для автоматического управления двухнасосной установкой повышения давления. Данная система может применяться в системах водоснабжения высотных зданий, гостинец, административных и промышленных зданий. Особенность данной системы использование программируемого контроллера и панели оператора.

Программируемый прибор управления позволяет управлять и регулировать работу насосных установок повышения давления. Необходимое давление на выходе из установки поддерживается в зависимости от показаний датчика. Контроллер управляет частотным преобразователем, который изменяет число оборотов насоса основной нагрузки. С изменением числа оборотов изменяется подача насоса и, следовательно, производительность установки. Число оборотов изменяется только на насосе основной нагрузки. В зависимости от водопотребления автоматически включаются и выключаются насосы пиковой нагрузки. Число оборотов насоса основной нагрузки устанавливается на заданные значения.

В состав шкафа входят аппаратные и программные средства, определяющие алгоритм работы:

промышленный программируемый контроллер;

средство отображения данных;

устройство релейно-контактной автоматики;

прочее оборудование.

В качестве средств отображения использованы:

панель оператора (терминал), взаимодействующая с контроллером;

элементы индикации.

Система состоит из двух основных цепей: силовая цепь, цепь включения питания.

Силовая цепь (ИЕЦС 13.27.00.000 Э3 лист) состоит из двух асинхронных трехфазных насосов мощностью 11 кВт каждый. Насосы подключаются с помощью автоматических выключателей MMS-32H 26А с максимальным током до 26А.

Для питания системы управления блок питания S8VS-6 024 с выходным напряжением 24 В и мощностью 60Вт.

Управляющим устройством шкафа является промышленный программируемый контроллер (ПК) C14L-L14DR-Dфирмы OMRON (Япония).

Среди контроллеров для управления компактным оборудованием новые ПЛК Omron серии CP1L выгодно отличаются тем, что по своим размерам они относятся к ПЛК класса «микро», а по возможностям не уступают модульным ПЛК. Данная серия также позволяет гибко наращивать конфигурацию, обладает более высокой скоростью выполнения операций по сравнению с другими контроллерами и занимает прочную позицию в своем классе по соотношению цены и рабочих характеристик.

Серия CP1L обладает всеми функциями, которые необходимы для управления станками, автоматами, конвейерами и другим оборудованием, включая прекрасно реализованные функции позиционирования. Более того, все модели снабжены интерфейсом USB для программирования и контроля, так что можно быстро и без особых затрат подключиться к ПК и приступить к работе, не покупая дорогие кабели. Поскольку в основе серии CP1L лежит та же архитектура, что и у серий CS и CJ, программы этих ПЛК полностью совместимы по распределению памяти и набору команд.

Функции ПЛК:

* 4 входа счетчиков/энкодеров (100 кГц) и 2 импульсных выхода (100 кГц);

* Модели ЦПУ с питанием от переменного или постоянного тока, с 14, 20, 30 или 40 встроенными релейными или транзисторными входами/выходами;

* Опциональные последовательные порты RS232C и RS-422A/485;

* Широкий выбор модулей ввода/вывода для расширения системы (до 160 точек ввода/вывода);

* Функции управления движением.

Также, при работе с серией CP1L не потребуется покупать дорогостоящие кабели, ведь встроенный порт USB обеспечивает простое и быстрое подключение по принципу «Plug&Play».

Используемый контроллер имеет следующие параметры:

— напряжение питания =24В;

— емкость программ 5К шагов;

— емкость памяти данных 10К слов;

— скорость выполнения логических операций — 0,55мкс;

— число дискретных каналов ввода 24В — 8;

— число дискретных каналов вывода 24В — 6;

— канал связи с терминалом — 1 х RS-232C (на модуле процессора CP1W-CIF01).

Программное обеспечение CX-One компании Omron предоставляет простые и унифицированные инструменты программирования. С его помощью можно конструировать, конфигурировать и программировать сети, ПЛК, программируемые терминалы (HMI), системы управления движением, приводы, регуляторы температуры и датчики.

CX-One — это объединенный комплект программного обеспечения с единым лицензионным номером. Установив однажды CX-One, пользователь сможет создавать, конфигурировать и программировать множество различных устройств, таких как ПЛК, ЧМИ или системы многоосного управления перемещениями, а также сети. CX-One значительно упрощает работу инженера и сводит к минимуму необходимость обучения программированию или конфигурированию систем автоматизации.

Используя блоки данных, состоящие из данных одного типа (массивы) или различных типов (структуры), вы можете создавать более совершенные программы. К символам полей нового определяемого пользователем типа можно очень просто обратиться из программы. Создание символов ускоряется, так как распределение и управление памятью производится автоматически. Любой символ поля можно легко наблюдать в окне мониторинга (Watch), используя только его имя. Использование структур и массивов в качестве входных и выходных переменных для функциональных блоков — это простой способ унификации и структуризации передаваемых параметров. Однородность и прозрачность иерархии данных повышает удобочитаемость программы в процессе ее разработки и сопровождения. При программировании поддерживаются такие сложные конструкции данных, как вложенные структуры, массивы структур и структуры с элементами-массивами.

Программа CX-Programmer — это инструмент программирования (программное обеспечение), предназначенный для создания лестничных диаграмм, выполняемых в ПЛК CP1L.

Помимо программирования, CX-Programmer обладает и другими функциями, полезными при настройке и работе с CP1L, среди которых: отладка программ, отображение адресов и значений, настройка и мониторинг ПЛК, а также дистанционное программирование и мониторинг по сети.

Программа CX-Programmer может работать на компьютерах сОСWindows 98 SE, Me, NT 4.0 (SP6a), 2000 (SP3 и выше) или XP.

Панель оператора предназначена для отображения информации обслуживающему персоналу о состоянии насосов, а так же для управления их работой.

Структура экранов отображена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Структура экранов

При подачи питания на терминале отображается следующий экран:

Рисунок 2 -Главный экран

Главный экран отображает следующую информацию:

1) состояние насосов (Авария, Готовность, Работа);

2) режим работы насосов (АВТОМАТ, РУЧНОЙ, ВЫКЛЮЧЕН);

3) текущий статус насосов (ОСНОВНОЙ, РЕЗЕРВНЫЙ);

4) текущее давление на выходе системы;

5) верхнюю (Р верх.) и нижнюю (Р нижн.) границы регулирования давления;

6) индикация запуска системы от внешнего управляющего сигнала;

7) кнопка вызова экрана «Меню».

Для обеспечения удобной и оперативной работы обслуживающего персонала предусмотрен экран «Меню», с помощью которого можно вызвать экраны подменю: «Пароль», «Настройка», «Аварии».

Рисунок3- Экран «Меню».

Подменю «Пароль» предназначено для защиты параметров и настроек от несанкционированного их изменения.

Подменю «Настройка» позволяет настроить работу насосов (экран «Насосы»), задать тип используемого датчика давления (максимально-измеряемое значение датчиком), определить действие системы при ошибке датчика (экран «Датчик»), так же позволяет отстроить регулирующие параметры (экран «Параметры регулирования»).

Рисунок4- Экран «Настройки».

Экран «Насосы» отображает время работы каждого насоса. С этого экрана можно задать условие переключения насосов «ОСНОВНОЙ» — «РЕЗЕРВНЫЙ». Экран «Датчик» позволяет задать тип используемого датчика давления (максимально-измеряемое значение датчиком), определить действие системы при ошибке датчика.

Экран «Параметры регулирования» позволяет отстроить регулирующие параметры.

Рисунок5- Экран «Параметры регулирования».

Этот экран служит для задания и корректировки следующих параметров:

— T min — промежуток времени за который должно достигнуть минимальное давление P min в системе;

— T н2 — время работы одного насоса, за которое должно достигнуть нижнее регулирующее значение давление P нижн. Если по истечении этого промежутка времени нижнее давление не достигнуто, то подается команда на включение второго насоса;

— ДТ — время перерегулирования;

— P min — минимальное предельное давление;

— P нижн — нижний диапазон регулирования;

— P верх — верхний диапазон регулирования;

— P max — максимальное предельное давление при котором насосы автоматически выключаются и выдается аварийное сообщение.

Подменю «Аварии» позволяет просмотреть сводку и историю сигналов тревоги.

автоматическое управление технический цепь

Заключение

За время практики был произведен сбор, анализ и систематизация информации по теме, касающейся данной системы управления. Все инженерно-технические решения в системе реализованы с помощью современных устройств ведущих фирм, таких как: Omron, Siemens, Phoenix, LG. Система полностью удовлетворяет действующим условиям и стандартам.

В процессе прохождения практики были также рассмотрены вопросы управления ПЧ MX2 и его программирования. Были рассмотрены основные параметры и режимы работы, отвечающие за плавное управление двигателем.

Вся необходимая справочная информация по проекту и комплектации, а также макет с частотником, были предоставлены фирмой ООО «Системный анализ С».