Средний уровень системы
управления выполняет следующие
функции:
- сбор информации от датчиков и предварительную
ее обработку (проверку на достоверность,
фильтрацию, усреднение);
- формирование по заданным алгоритмам
и передача на нижний уровень командных
сигналов для исполнительных механизмов;
- передача в операторскую станцию обработанной
информации от датчиков и прием от нее
командных сигналов, формируемых на верхнем
уровне.
Верхний уровень системы
управления выполняет следующие
функции:
- отображение на динамизированных мнемосхемах
и трендах основных параметров технологического
процесса и состояния технологического
оборудования;
- формирование по заданным алгоритмам
командных сигналов и передача их в микропроцессорный
котроллер среднего уровня;
- формирование по специальным алгоритмам
диагностики сообщений и отображение
их на мониторе; архивирование информации,
формирование сводных отчетов и передача
информации на печатающее устройство;
- связь с другими АСУ ТП и интеграцию системы
управления в общую информационную сеть.
Комплекс технических
средств системы управления технологическим
процессом обеспечивает управление работой
оборудования в следующих режимах:
Местный режим
используется, в основном, как режим
опробования и осуществляется технологическим
персоналом только при наладке установки
и системы управления
Дистанционный режим, в свою
очередь, на верхнем уровне обеспечивает
управление в режимах дистанционный
ручной и дистанционный автоматический.
Дистанционный автоматический режим
является основным режимом работы системы
управления.
Силовое электрооборудование.
Силовое электрооборудование
(далее по тексту – система управления
СЭ) установки «Бишофит М – 4» (модернизированной
установки по производству кристаллического
бишофита производительностью 4 т/час
по готовому продукту) является составной
частью технического проекта установки
«Бишофит М – 4».
Состав системы управления
Система управления
представляет собой комплекс технических
средств (КТС СУ) в состав которого
входят:
- силовое электрооборудование;
- электроаппаратура;
- низковольтные комплектные
устройства (НКУ).
Параметры сигналов комплекса
технических средств
Входные и выходные информационные
и управляющие аналоговые сигналы |
-
постоянный ток, 4 – 20 мА |
Входные и выходные информационные
и управляющие дискретные сигналы |
-
постоянный ток, 24 В |
Параметры источника
электроэнергии
Силовые цепи питания двигателей |
- переменный ток, 3, ~5О
Гц, 380 В |
Цепи управления |
- переменный ток, ~50 Гц, 220 В |
Мощность (установленная) |
- 155,0 кВт |
в
том числе: |
|
-
основное оборудование
- резервное оборудование |
- 111,5 кВт
- 43,5
кВт |
Система управления силовым
электрооборудованием
Система управления
силовым электрооборудованием предназначена
для управления электроприемниками технологического
оборудования установки «Бишофит М –
4» с целью обеспечения следующих функций:
- местный и дистанционный режимы управления
электроприемниками;
- защита электроприемников от перегрузок
и токов короткого замыкания;
- логическое управление технологическим
оборудованием в соответствии с требованиями
технологического регламента;
- включение и отключение электроприемников
в нормальном режиме работы;
- надежное отсоединение электроприемников
для ревизий и ремонтных работ.
Схема электрическая структурная
распределительной сети
На электрической структурной (однолинейной)
схеме черт. 2.1503 Э1 представлены
основная и резервная электроаппаратура
установки «Бишофит М – 4» (вводные выключатели,
автоматические выключатели питания,
магнитные пускатели, преобразователи
частоты) и сведения по электроприемникам
потребителя. Питающая сеть – трехфазная,
четырех проводная. Схема питающей сети
– магистральная с двухсторонним питанием
от одного источника. Основное и резервное
оборудование подключены к разным шиносборкам,
соединенных между собой через секционный
выключатель. Распределительная сеть
– трехфазная, четырех проводная. Схема
распределительной сети – радиальная.
Требования к схемам
электрическим принципиальным
Схемы электрические
принципиальные разрабатываются на
стадии разработки рабочей документации.
На схемах электрических принципиальных
должны быть представлены взаимные связи
аппаратуры управления и защиты электроприемников
технологического оборудования установки.
Схемы должны
реализовать следующие режимы управления:
- местный (кнопочными постами управления,
расположенными рядом с управляемым оборудованием);
- дистанционный ручной (управление осуществляется
с пульта оператора);
- автоматический (по программе управления).
Программно
реализуются также алгоритмы
сигнализации состояния оборудования
и блокировок. Информация о состоянии
электрооборудования и реализации
программы управления отображается
на экране пульта оператора и регистрируется
в сменных рапортах.
Новый программируемый логический
контроллер (ПЛК) Modicon M340 унаследовал
традиции и ноу-хау компании Modicon,
которая изобрела и представила
миру первый промышленный программируемый
контроллер. Появление на свет компактного
Modicon M340 стало возможным благодаря
новизне решений, максимально соответствующих
потребностям современных машиностроителей.
Наряду с Modicon TSX Premium и Modicon TSX Quantum этот
«младший брат» в семействе Modicon
призван помогать в решении задач
автоматизации в промышленности,
включая соответствующую инфраструктуру.
В сочетании с мощностью и
гибкостью программного инструмента
Unity Pro, Modicon М340 демонстрирует свои преимущества
на всем жизненном цикле оборудования
клиента.
Рисунок
1 - Новый ПЛК Modicon M340
Несмотря на небольшие
габариты, новый ПЛК способен «оживить»
машину благодаря внушительной емкости
памяти и высокой производительности.
Независимо от особенностей используемого
оборудования, накладываемых на него
ограничений и стиля программирования,
Modicon M340 подойдет для решения задач
любой сложности. Высокая скорость
обработки двоичных инструкций у
него сочетается со способностью оперативно
выполнять целочисленные вычисления
и операции с плавающей запятой.
С Modicon M340 можно не опасаться
снижения производительности – его
работа не допускает значительного
замедления цикла программы в
случае использования любых возможностей
мощных и развитых языков, соответствующих
стандартам МЭК.
Используя многозадачную
операционную систему Modicon M340 (основная
задача, быстрая задача и 64 задачи
обработки прерываний), пользователь
может адаптировать контроллер
к имеющемуся у него оборудованию,
а не наоборот (как это зачастую
происходит).
Благодаря большому
объему памяти нового ПЛК отпадает
необходимость оптимизации разработок
– ведь процессор имеет «на
борту» 8 Мбайт, где может храниться
более 70 тысяч инструкций программы.
В комплекте с процессором
поставляется флеш-память типа SD,
готовая к хранению архива
приложения (исполняемый код, исходный
код и комментарии). Таким образом,
необходимости в расширении памяти,
как правило, не возникает.
Modicon M340 позволяет реализовать
любое ноу-хау с учетом индивидуальных
потребностей заказчика, поскольку
отличительными особенностями оборудования
у каждого конкретного клиента
являются следующие технологические
функции:
- функции счета импульсов, реализуемые
при помощи двух модулей: 2 канала до 60
кГц или 8 каналов до 10 кГц;
- 32-битовый счет;
- время цикла 1 мс;
- 2 регистра захвата и рефлексные функции
с реакцией менее 200 мкс;
- расширенные конфигурируемые функции:
фильтрация по каждому входу, широкий
выбор рефлексных функций, генератор импульсов,
ограничитель свободного хода;
- конфигурируемые функции счета и измерения.
Счетные функции уже проработаны
для таких приложений, как предупреждение
об опустошении размоточного устройства,
сортировка мелких объектов, простой
электронный кулачок (электронная
«шарманка»), управление скоростью
в том числе в режиме master-slave.
Рисунок 2 - ЦПУ Modicon M340
Modicon M340 предлагает интегрированные,
гибкие и экономичные решения
по позиционированию для независимых
и связанных осей. Специальный
модуль для этого не требуется.
Решение основано на встроенной
программной библиотеке позиционирования
(MFB – Motion Function Block - функциональный
блок управления перемещением), соответствующей
стандарту PLCopen.
Управление сервоприводом
или частотным приводом осуществляется
командами MFB, выдаваемыми на приводы
через шину CANopen, и управляющими
приводами Altivar для асинхронных
электродвигателей, или Lexium, или
IcIA для бесщеточных или шаговых
синхронных электродвигателей с
целью управления позиционированием.
Разработанный специально
для производителей компактных,
модульных или сложных машин
Modicon M340 особенно хорошо подходит
для оборудования, связанного с
перемещением материалов, конвейерной
транспортировки и вторичной
упаковки, а также для специальных
и деревообрабатывающих машин.
Рисунок
3 - ПО Unity Pro
Библиотека функций
регулирования является стандартной
в пакете Unity. Язык функциональных
блок-схем обеспечивает гибкое
программирование с продвинутым
графическим интерфейсом. Существует
также возможность оптимизации
и контроля алгоритма управления.
Кроме традиционных регуляторов
типа ПИД или ПИ, библиотека
включает в себя многочисленные
дополнительные функции и элементы,
а именно:
- автонастройку регуляторов;
- двух - или трехпозиционный регулятор,
ПИ-регулятор типа «горячий/холодный»,
каскадный ПИД-регулятор;
- генератор функций изменения алгоритма
управления;
- переключатель структуры ПИД/ПИ;
- модуляцию продолжительности импульса;
- масштабирование величин и ряд других
возможностей.
К персональному компьютеру
можно подключиться с помощью
простого высокоскоростного интерфейса
USB, которым оснащен любой современный
процессорный модуль от Modicon. Подключаться
можно и через Ethernet, в режиме
«точка-точка» или через локальную
сеть.
Преобразователь чачтоты.
Преобразователи частоты серии
VFD-F предназначены для управления скоростью
вращения трехфазных асинхронных электродвигателей
с короткозамкнутым ротором мощностью
от 0.75 до 220 кВт с питанием от сети переменного
тока напряжением 342…528В частотой 50/60 Гц.
Модель VFD-F специализирована для работы
с электродвигателями в составе насосных
и вентиляционных установок и отличается:
- большим количеством функций, которые
позволяют настроить ПЧ для управления
насосной или вентиляционной системой
с обратными связями по давлению, температуре
и др. без использования ПЛК;
- наличием функции управления группой
электродвигателей, которая позволяет
организовать последовательное управление
группой из четырех электродвигателей
от одного VFD-F, без использования каких-либо
внешних электрических схем. При этом
каждый из электродвигателей выводится
на заданный режим, а затем переключается
на промышленную сеть и обратно;
- съемным пультом управления, который
может быть вынесен с помощью кабеля, например,
на дверь электрошкафа. Вместо штатного
пульта можно установить
- опционный пульт VFD-PU06 с функциями копирования
настроек одного VFD-F на другой. Этот пульт
подключается к порту RS-4 8 5 и может быть
вынесен на расстояние до 300 м с помощью
телефонного кабеля (витой пары);
- широкими возможностями конфигурации
ПЧ (имеется более 200 параметров, значения
которых пользователь может изменять
с пульта управления или через последовательный
интерфейс RS-485 с компьютера).
Преобразователи VFD-F имеют защиту
от многих аварийных и нештатных режимов:
- оттоков недопустимой перегрузки и короткого
замыкания по выходу, в том числе от замыкания
выходной фазы на "землю";
- от недопустимых перенапряжений по питанию
и на шине DC;
- перегрева радиатора;
- от недопустимых отклонений и не штатного
исчезновения напряжения питающей сети;
- от недопустимых отклонений технологического
параметра;
- от несанкционированного доступа к программируемым
параметрам (защита паролем).