Проектирование автоматизированной системы управления узла компремирования воздуха

 
 
       

3. Выбор кабельной  продукции

 

       Все аналоговые датчики производства подключаются по стандарту 4-20 мА. Преимущества стандарта 4-20 мА перед другими способами подключения датчиков:

• двухпроводная схема подключения;
• не требуется калибровка датчика на контроллере;
• высокая степень защиты от наводок с силовых кабелей;
• контроль короткого замыкания и обрыва линии.

       Для подключения датчиков с выходом 4-20 мА рекомендуется применять кабель МКЭШ 2х0,5. Кабель МКЭШ 2х0,5 состоит из одной витой пары с сечением многожильного  провода 0,5 мм и экраном из оплетки. В случае если контроллер, к которому подключается датчик, установлен в  металлическом щите, то экран следует  подключить к заземлению щита.

       Кабели  монтажные многожильные с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой марок  МКШ, МКЭШ предназначены для фиксированного межприборного монтажа электрических  устройств, работающих при номинальном  переменном напряжении до 500 В частоты до 400 Гц или постоянном напряжении до 750 В.

       Характеристики  кабеля МКЭШ 2х0,5:

• Вес кабеля МКЭШ 2х0,5: 0,055 кг/метр;
• Наружный диаметр кабеля МКЭШ 2х0,5: 6,8 мм;
• Устройство монтажного кабеля марки МКЭШ экранированного на напряжение до 0,5 Кв;
• Жила кабеля МКЭШ – медная, луженая многопроволочная, соответствующая 4 классу для сечений 0,35 мм² и 0,5 мм² , и 2 классу для сечения 0,75 мм² по ГОСТ 22483-77;
• Изоляция кабеля МКЭШ – из ПВХ пластиката;
• Скрутка МКЭШ - изолированные жилы скручены в кабель. В каждом повиве две счетные жилы, отличающиеся цветом друг от друга и от остальных жил повива.
• ЭКРАН МКЭШ – из медной проволоки диаметром не более 0,20 мм.

       Датчик  подключается напрямую к контроллеру, имеющему встроенный блок питания для  аналоговых датчиков.

       Если  контроллер не имеет встроенного  блока питания датчиков или его  мощности не хватает для подключения  датчика, используют внешний блок питания. Схема подключения показана на рисунке. Сопротивление Rn зависит от типа контроллера и задано в его технической документации.

       Для подключения дискретных датчиков используется кабель КМВЭВ–3

       Кабель  монтажный парной скрутки с пластмассовой  изоляцией с общим экраном  и оболочкой  предназначен для  работы при рабочем напряжении до 100 В переменного тока, частоты до 10 кГц при температуре от минус 50 до +70 °С. Это четырехжильный монтажный кабель парной скрутки с поливинилхлоридной изоляцией, общим экраном из фольгированной пленки и наружной оболочкой из поливинилхлоридного пластиката.

       Токопроводящие  жилы кабеля изготовлены из медной проволоки диаметром в соответствии с таблицей 1 по ГОСТ 22483. Поверх токопроводящих жил наложена изоляция из поливинилхлоридного  пластиката белого, зеленого, желтого  и красного цветов. Изолированная  жила красного цвета скручена с изолированной  жилой белого цвета. Изолированная  жила желтого цвета скручена с  изолированной жилой зеленого цвета. Шаг скрутки в паре не менее 40 мм. На две отличающиеся по цвету пары изолированных жил наложен экран в виде продольно наложенной фольгированной пленки, обращенной алюминием внутрь кабеля, и дренажного проводника из медной луженой проволоки диаметром 0,3 мм. Поверх экрана наложена оболочка из поливинилхлоридного пластиката.

       Кабель  выдерживает испытательное напряжение частотой 50 Гц в течение одной  минуты:

       без внешних воздействующих факторов  – 1000 В;

       после внешних воздействующих факторов  – 500 В;

       на  период эксплуатации и хранения   – 500 В.

       Электрическое сопротивление токопроводящих жил  постоянному току, пересчитанное  на 1 км длины и температуру +20 °С, соответствует при приемке и поставке ГОСТ 22483, на период эксплуатации и хранения – 120 % от назначенного по ГОСТ 22483.

 

3. РАЗРАБОТКА  ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ  УПРАВЛЕНИЯ

 
       

1. Разработка  ПО для ПЛК

 
       

1. Техническое задание на ПО ПЛК
1. Разработать алгоритмы эксплуатации узла компремирования воздуха по системе управления.

       Для следующих режимов:

• Пуска;
• Нормальной работы;
• Останова (аварийного, планового).

2. Разработать таблицу каналов ввода/вывода.

3. Сформировать карту памяти для следующих функциональных групп переменных:

• Блок констант (по технологии, по функционированию системы управления);

• Блок памяти для аварийной сигнализации (по технологии, по функционированию системы управления).
• Блок данных промежуточных вычислений;
• Блок данных для хранения подготовленной информации для передачи их на АРМ оператора.

4. Требования к файлам программ

• Подпрограмма настройки аналоговых входных каналов;
• Подпрограмма проверки корректности полученных данных (данные ТИ);
• Подпрограмма подготовки данных для передачи на АРМ оператора;
• Подпрограмма контроля обработки управляющего воздействия (оценка работоспособности или состояния исполнительного механизма);
• Подпрограмма эксплуатации алгоритма (режим пуска, останова (планового и аварийного), нормальной работы).

5. Провести оценку объема памяти, требуемого для файлов данных и файлов программ; провести оценку быстродействия выполнения кода программ.

 
 
       

2. Разработка  алгоритмов по системе управления

       В режиме пуска ТП: после нажатия  кнопки «Пуск» производится проверка наличия сигнала «вых. напряжение системы» если сигнал отсутствует, то производится подключение системы к сети (к генератору), далее производится проверка подключения батарей сигналом «Напряжение батарей» если сигнал отсутствует, то производится подключение батарей к системе электропитания, затем подключается станция загрузки 1 и блок вентиляторов для поддержания нормальной температуры окружающей среды и влажности, далее производится проверка предохранителей сигналом «Ток предохранителей» если сигнал отсутствует, то система переводится в режим останова, иначе режим пуска завершен. В данном режиме производится проверка достоверности информации, получаемой с каналов.

       В режиме нормальной работы: происходит постоянный контроль системы – если поступил сигнал «вых. напряжение системы» превышено, то на панель индикации выводится сигнал аварии и система переводит свое питание на генератор, иначе производится проверка блока батарей, если был получен сигнал «напряжение батарей» превышено, то на панель индикации выводится сигнал аварии и система производит отключение блока батарей от системы до устранения неисправности, далее производится проверка температуры окружающей среды если поступил сигнал «температура окр. среды» не в норме, то включается доп. блок вентиляторов на время до нормализации температуры, далее проверка производится вновь. В данном режиме производится проверка достоверности информации, получаемой с каналов.

       В режиме планового останова: производится отключение станции загрузки от системы, отключение блоков питания, отключение кондиционеров если они были включены, далее вся система отключается от сети

       В режиме аварийного останова: выдается сигнал аварии на пульт управления, далее производится отключение станции  загрузки от системы, отключение блоков питания, отключение кондиционеров если они были включены, далее вся система отключается от сети. В данном режиме производится ожидание повторного получения бита аварии если он был вновь получен, то производится аварийный останов системы, иначе система переводится в нормальный режим работы.

       Блок  схемы алгоритмов управления приведены в приложении Г. 

       

3. Разработка  таблицы каналов ввода/вывода

Для построения системы автоматизации в курсовом проекте используется контроллер типа SLC-500, с 7 слотовым шасси на базе процессора 1747-L551. На основании объема автоматизации составлена таблица каналов ввода-вывода, которая приведена в приложении Д. 

       

4. Карты памяти

Сформируем  карту памяти для следующих функциональных групп переменных:

• Блок констант по технологии и по функционированию системы управления (таблица 3.1);
• Блок памяти для аварийной сигнализации по технологии и по функционированию системы управления (таблица 3.2);
• Блок данных промежуточных вычислений (таблица 3.3);
• Блок данных для хранения подготовленной информации для передачи их на АРМ оператора (таблица 3.4).

 

Таблица 3.1

Адресация блока констант

По технологии

 

По функционированию системы управления

 

Таблица 3.2

Адресация блока данных для аварийной сигнализации

По технологии