Добавлен: 17.03.2024
Просмотров: 58
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
1.3.3 Цифровые выходы для системы автоматического управления вибраторами на бункерах пылеочистки
Цифровые выходы, которые используются для работы системы автоматического управления вибраторами на бункерах пылеочистки, приведены в таблице 1.7.
Таблица 1.7 - Выходные сигналы системы автоматического управления вибраторами на бункерах пылеочистки
Вход | Символьное имя | Краткая характеристика |
1 | 2 | 3 |
Q 18.0 | Vibro535m_on | Команда на включение механизма 535М |
Q 18.1 | Vibro536m_on | Команда на включение механизма 536М |
Q 18.2 | Vibro537m_on | Команда на включение механизма 537М |
Q 18.3 | Vibro538m_on | Команда на включение механизма 538М |
Q 18.4 | Vibro539m_on | Команда на включение механизма 539М |
Q 18.5 | QVibro535m_run | Механизм 535 М работает (подсветка кнопки стоп) |
Q 18.6 | QVibro536m_run | Механизм 536 М работает (подсветка кнопки стоп) |
Q 18.7 | QVibro537m_run | Механизм 537 М работает (подсветка кнопки стоп) |
Q 19.0 | QVibro538m_run | Механизм 538 М работает (подсветка кнопки стоп) |
Q 19.1 | QVibro539m_run | Механизм 539 М работает (подсветка кнопки стоп) |
Q 19.2 | QVibro535m_off | Механизм 535 М остановлен (подсветка кнопки старт) |
Q 19.3 | QVibro536m_off | Механизм 536 М остановлен (подсветка кнопки старт) |
Q 19.4 | QVibro537m_off | Механизм 537 М остановлен (подсветка кнопки старт) |
Q 19.5 | QVibro538m_off | Механизм 538 М остановлен (подсветка кнопки старт) |
Q 19.6 | QVibro539m_off | Механизм 539 М остановлен (подсветка кнопки старт) |
1.4 Постановка задачи на проектирование
Дипломный проект направлен на разработку системы автоматического управления вибраторами на бункерах пылеочистки установки доводки. При разработке любой автоматической системы важную роль играет полнота анализа различных ситуаций, возникающих в ходе технологического процесса. Кроме выделения особых критических условий необходимо продумать поведение системы автоматики для устранения выявленных отклонений в процессе или при возникновении нештатных ситуаций.
Постановка задачи на проектирование заключается в определении технологических параметров, которые подлежат автоматическому регулированию, контролю, сигнализации, регистрации и т.д.
На установке пылеочистки используется множество входных и выходных параметров, состояние которых постоянно изменяется во времени. Многие из этих параметров оказывают непосредственное влияние друг от друга. И человек физически не может адекватно отреагировать на происходящие в ходе технологического процесса изменения. Кроме этого стоит отметить что сама система пылеочистки не имеет постоянного технологического персонала она абсолютно автономна. Данная система является высоко автоматизированным металлургическим объектом, в котором основные процессы управляются электронными и автоматическими средствами управления [6].
На пылеочистки имеются следующие автоматические системы:
1) система автоматического управления заслонок дымососа;
2) система автоматического управления заслонок печи ковша;
3) система автоматического управления заслонок системы легирующих;
4) система автоматического управления заслонки смешивающего воздуха;
5) система автоматического управления аварийной заслонки смешивающего воздуха;
6) система автоматического управления аварийной конвейерами пылеочистки;
7) система автоматического управления чистки фильтров [7].
При этом все указанные выше системы могут работать в двух режимах: ручном или автоматическом, а так же на некоторых системах предусмотрены пульты местного управления. При возникновении аварийных ситуаций предусмотрены кнопки экстренного останова как отдельных механизмов, так и пылеочистки в целом.
Для стабильной работы оборудования пылеочистки в частности: конвейеров, бункеров, и своевременной отгрузки пыли. Следует разработать систему автоматического управления вибраторами на бункерах пылеочистки. Данная система автоматического управления должна работать по следующим программам смотри таблицу 1.8.
Таблица 1.8 - Работа вибраторов при всех рабочих конвейерах
Бункер №1 | Бункер №3 | Бункер №1 | Бункер №3 | Бункер №2 | Бункер №4 |
встряхивание 3 сек удаление пыли 10 минут | встряхивание 3 сек удаление пыли 10 минут | встряхивание 3 сек удаление пыли 10 минут | встряхивание 3 сек удаление пыли 10 минут | встряхивание 3 сек удаление пыли 10 минут | встряхивание 3 сек удаление пыли 10 минут |
Таблица 1.9 - Работа вибраторов при не рабочем конвейере №1
Бункер №3 | Бункер №3 | Бункер №4 |
встряхивание 5 сек удаление пыли 20 минут | встряхивание 5 сек удаление пыли 20 минут | встряхивание 5 сек удаление пыли 20 минут |
Таблица 1.10 - Работа вибраторов при не рабочем конвейере №3
Бункер №1 | Бункер №1 | Бункер №2 |
встряхивание 5 сек удаление пыли 20 минут | встряхивание 5 сек удаление пыли 20 минут | встряхивание 5 сек удаление пыли 20 минут |
Ниже в таблице приведен перечень технологических параметров, которые подвергаются контролю, регулированию, управлению, регистрации и т.д.
Таблица 1.11 - Параметры подлежащие контролю, управлению, регулированию
Наименование технологического параметра
Номинальное значение
Допустимое отклонение параметра
Местный контроль
Централизованный контроль
Регистрация или запись
Звуковая сигнализация
Световая сигнализация
Регистрирование или управление
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Температура после смешивающего клапана
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
Температура на входе в фильтра 1
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
Температура на входе в фильтра 2
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
Положение заслонки на Машине скачивания шлака №1
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Положение заслонки на Машине скачивания шлака №2
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Положение заслонки на системе легирующих №1
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Положение заслонки на системе легирующих №2
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Положение заслонки на УПК №1
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Положение заслонки на УПК №1
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Положение смешивающего клапана
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Положение заслонки дымососа №1
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Положение заслонки дымососа №2
от 0 до +100С0
1-5%
-
+
+
-
-
+
Датчика температуры в подшипниковом узле вентилятор 1_1
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
Датчика температуры в подшипниковом узле вентилятор 1_2
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
Датчика температуры в подшипниковом узле вентилятор 2_1
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
Датчика температуры в подшипниковом узле вентилятор 2_2
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
Датчика температуры в подшипниковом узле двигатель дымососа 1
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
Датчика температуры в подшипниковом узле двигатель дымососа 2
от 0 до +150С0
1-2%
+
-
+
+
-
+
2 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ
В этом разделе мы рассмотрим современные контроллеры. Рассмотрим три типа контроллеров и выберим самый эффективный.
2.1 Программируемый контроллер Siemens S7-1200
PLC SIMATIC S7-1200 - это новое семейство микроконтроллеров Сименс для решения самых разных задач автоматизации малого уровня. Эти контроллеры имеют модульную конструкцию и универсальное назначение. Они способны работать в реальном масштабе времени, могут использоваться для построения относительно простых узлов локальной автоматики или узлов комплексных систем автоматического управления, поддерживающих интенсивный коммуникационный обмен данными через сети Industrial Ethernet/PROFINET, а также PtP (Point-to-Point) соединения. Программируемые контроллеры S7-1200 имеют компактные пластиковые корпуса со степенью защиты IP20, могут монтироваться на стандартную 35 мм профильную шину DIN или на монтажную плату и работают в диапазоне температур от 0 до +50 °C. Они способны обслуживать от 10 до 284 дискретных и от 2 до 51 аналогового канала ввода-вывода. При одинаковых с S7-200 конфигурациях ввода-вывода контроллер S7-1200 занимает на 35% меньший монтажный объем. К центральному процессору (CPU) программируемого контроллера S7-1200 могут быть подключены коммуникационные модули (CM); сигнальные модули (SM) и сигнальные платы (SB) ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов. Совместно с ними используются 4-канальный коммутатор Industrial Ethernet (CSM 1277) и модуль блока питания (PM 1207) [8].
Внешний вид Siemens S7-1200 представлен на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Программируемый контроллер Siemens S7-1200
Центральные процессоры. В S7-1200 используется 3 модели центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемами встроенной памяти, количеством и видом встроенных входов и выходов, и другими показателями. Каждая модель имеет три модификации:
1) с напряжением питания =24 В, дискретными входами =24 В и дискретными выходами =24 В/0.5А на основе транзисторных ключей.
2) с напряжением питания =24 В, дискретными входами =24 В и дискретными выходами с замыкающими контактами реле и нагрузочной способностью до 2 А на контакт.
3) с напряжением питания
115/230 В, дискретными входами =24 В и дискретными выходами с замыкающими контактами реле и нагрузочной способностью до 2 А на контакт [9].
Ниже в таблице приведен перечень технологических параметров, которые подвергаются контролю, регулированию, управлению, регистрации и т.д.
Таблица 1.11 - Параметры подлежащие контролю, управлению, регулированию
Наименование технологического параметра | Номинальное значение | Допустимое отклонение параметра | Местный контроль | Централизованный контроль | Регистрация или запись | Звуковая сигнализация | Световая сигнализация | Регистрирование или управление | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||||||||
Температура после смешивающего клапана | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + | ||||||||
Температура на входе в фильтра 1 | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + | ||||||||
Температура на входе в фильтра 2 | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + | ||||||||
Положение заслонки на Машине скачивания шлака №1 | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Положение заслонки на Машине скачивания шлака №2 | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Положение заслонки на системе легирующих №1 | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Положение заслонки на системе легирующих №2 | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Положение заслонки на УПК №1 | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Положение заслонки на УПК №1 | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Положение смешивающего клапана | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Положение заслонки дымососа №1 | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Положение заслонки дымососа №2 | от 0 до +100С0 | 1-5% | - | + | + | - | - | + | ||||||||
Датчика температуры в подшипниковом узле вентилятор 1_1 | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + | ||||||||
Датчика температуры в подшипниковом узле вентилятор 1_2 | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + | ||||||||
Датчика температуры в подшипниковом узле вентилятор 2_1 | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + | ||||||||
Датчика температуры в подшипниковом узле вентилятор 2_2 | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + | ||||||||
Датчика температуры в подшипниковом узле двигатель дымососа 1 | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + | ||||||||
Датчика температуры в подшипниковом узле двигатель дымососа 2 | от 0 до +150С0 | 1-2% | + | - | + | + | - | + |
Каждый центральный процессор S7-1200 оснащен встроенным интерфейсом Ethernet, который используется для программирования и диагностики, обмена данными с другими системами автоматизации, устройствами и системами человеко-машинного интерфейса. Для одного процессорного модуля можно сконфигурировать 16 различных соединений для обмена данными. Для организации обмена данными могут использоваться транспортные протоколы TCP/IP, ISO на TCP и S7 функции связи (S7 сервер или S7 клиент). При необходимости в составе контроллера может использоваться простейший 4-канальный коммутатор Industrial Ethernet типа CSM 1277, выполненный в формате модулей S7-1200 [10].
Все центральные процессоры допускают подключение до трех коммуникационных модулей и установку одной сигнальной платы (SB) ввода-вывода. Дополнительно к CPU 1212C может подключаться до 2, к CPU 1214C – до 8 сигнальных модулей (SM). Все типы центральных процессоров оснащены двумя аналоговыми входами, набором дискретных входов и выходов, а также блоком питания датчиков с выходным напряжением =24 В. Подключение внешних цепей выполняется через съемные терминальные блоки с контактами под винт [10].
Функциональные особенности. Все центральные процессоры обладают высокой производительностью и обеспечивают поддержку широкого набора функций:
1) программирование на языках LAD и FBD, исчерпывающий набор команд;
2) высокое быстродействие, время выполнения логической операции не превышает 0.1 мкс;
3) встроенная загружаемая память объемом до 2 Мбайт, расширяемая картой памяти емкостью до 24 Мбайт;
4) рабочая память емкостью до 50 Кбайт;
5) энергонезависимая память емкостью 2 Кбайт для необслуживаемого сохранения данных при перебоях в питании контроллера;
6) встроенные дискретные входы универсального назначения, позволяющие вводить потенциальные или импульсные сигналы;
7) встроенные аппаратные часы реального времени с запасом хода при перебоях в питании 240 часов;
8) встроенные скоростные счетчики с частотой следования входных сигналов до 100 кГц;
9) встроенные импульсные выходы с частотой следования импульсов до 100 кГц (только в CPU с транзисторными выходами);
10) поддержка функций ПИД регулирования;
11) поддержка функций управления перемещением в соответствии с требованиями стандарта PLCopen;
12) поддержка функций обновления операционной системы;