Вибір контролера і модулів вводу / виводу

Курсова робота обмежується підбором комплекту технічних засобів АСУТП на основі контролера і операторської станції. Контролер призначений для прийому і обробки інформації, що надходить від первинних перетворювачів і дискретних датчиків , видачі керуючих сигналів на виконавчі механізми та пристрої сигналізації , а також для передачі інформації на операторську станцію. Будучи проектно - компонованим виробом, контролер являє собою набір технічних засобів , до складу якого входять модуль процесора , модулі ПЗО (пристрій зв'язку з об'єктом ) та інші компоненти , об'єднані між собою загальною стандартною або спеціалізованої шиною . Зв'язок контролера з датчиками і виконавчими механізмами здійснюється за допомогою модулів ПЗО . Є чотири основні різновиди модулів ПЗО : модулі аналогового введення ; модулі аналогового виводу; модулі дискретного введення ; модулі дискретного виводу .

Основними характеристиками модулів дискретного вводу є: кількість вхідних каналів; тип дискретного сигналу. Модулі дискретного введення отримують сигнали від датчиків, що мають два стабільних стани (вкл./викл., або лог.1/лог.0). Дискретний сигнал, наприклад, може мати такі характеристики: рівень логічного 0 - не більше 2В; рівень логічного 1 - від 4 до 30 В.

Модулі дискретного виводу формують сигнали для пристроїв сигналізації та виконавчих механізмів, що мають два стабільних стани (вкл./викл., або логічна1/логічний 0). Основними характеристиками модулів дискретного виводу є: кількість вихідних каналів; тип дискретного вихідного сигналу. Дискретний вихідний сигнал, наприклад, може мати такі характеристики: тип виходу - «відкритий колектор»; комутована постійна напруга - до 30В; комутований постійний струм - до 100 мА.

Модулі аналогового введення можуть отримувати сигнали від нормуючих перетворювачів, а також безпосередньо від датчиків температури, тиску, рівня і т.д. Залежно від типу вхідного сигналу модулі аналогового введення поділяються на модулі введення сигналів струму і напруги, модулі введення сигналів термопар і модулі введення сигналів термоперетворювачів опору. Сигнали струму і напруги уніфіковані і мають такі значення: 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА, 0-10 В. Основними характеристиками аналогового введення є: кількість вхідних каналів; тип вхідного сигналу.

Модулі аналогового виводу формують уніфіковані сигнали струму і напруги, що подаються на виконавчі механізми. Сигнали струму і напруги уніфіковані і мають такі значення: 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА, 0-10 В. Основними характеристиками модулів аналогового виводу є: кількість вихідних каналів; тип вихідного сигналу.

Для реалізації зв'язку між контролером і вузлами розподіленої периферії використовуються інтерфейсні модулі. Основними характеристиками інтерфейсних модулів відносяться: підтримуваний протокол обміну; тип з'єднувача; мережева топологія; середовище і швидкість передачі даних; максимальна довжина лінії зв'язку; максимальне число вузлів в мережі. Зв'язок контролера з операторською станцією може здійснюватися за інтерфейсами RS-232, RS-485 і Ethеrпеt. Ці інтерфейси можуть бути або вмонтовані безпосередньо в процесорний модуль контролера, або реалізовані за допомогою окремих модулів. Застосування інтерфейсу RS-232 обмежено максимальною довжиною лінії зв'язку, яка не повинна перевищувати 15 м.

Тому при довжині лінії зв'язку більше 15 м передача інформації здійснюється за інтерфейсом RS-485, що має максимальну довжину лінії зв'язку 1200 м. Для узгодження інтерфейсу RS-485 з операторською станцією застосовуються перетворювачі інтерфейсу RS-485 в RS-232. Наприклад , модуль АDAM - 4521 фірми Аdvantech. Операторські станції можуть бути реалізовані на базі промислових комп'ютерів і на базі IВМ РС сумісних персональних ЕОМ ( ПЕОМ) стандартної конфігурації.

У цій курсовій роботі необхідно підібрати контролер, виконаний у вигляді конструктивно закінченого блоку, що включає модуль центрального процесора, каркас і об'єднавчу друковану плату. За кількістю і характеристиками вхідних і вихідних сигналів підібрати модулі ПЗО, необхідні для реалізації заданої схеми автоматизації . При цьому бажано передбачити апаратний резерв у розмірі 10-15 % за кількістю вхідних і вихідних сигналів. Також необхідно скласти таблицю з символічною прив'язкою модулів введення / виведення до датчиків і виконавчих пристроїв

Приклад 4.1 . Вибрати контролер і модулі введення / виводу для автоматизації установки миючого розчину (функціональна схема автоматизації установки наведена на малюнку 2.7).

Характеристики контролера. В якості керуючого контролера за довідковим посібником / 1 / виберемо контролер АDAM -8000 виробник Аdvantech. Це мікроконтролер, призначений для створення на його основі автономних систем збору даних і управління. Він використовується в системах промислової автоматизації з підвищеними вимогами до надійності обладнання і до тимчасових параметрів контурів управління. Контролер може працювати в промислових мережах MPI, Profibus-DP, ModBus TCP та CAN. Програмувати контролер можна як за допомогою стандартного пакета Simatic Manager з мовою програмування Step7, так і за допомогою недорогих програмних пакетів з обмеженою функціональністю ADAM−WINPLC7 і ADAM−WINNCS. Серія АDAM-8000 надає можливості розподіленого введення-виведення при автоматизації технологічних процесів, створення промислових комунікацій на виробництві.

Мікроконтролер складається з двох основних частин: базового блоку і модулів вводу / виводу. Базовий блок включає в себе процесор з самостійним PLC контролером ADAM−8214-1ВА01, процесор з Ethеrпеt інтерфейсом: ADAM−8214-1ВТ01; вбудоване джерело постійної напруги 24В; інтерфейс передачі даних - МР21; світлодіодний індикатор стану для режимів роботи і діагностики; зовнішню карту пам'яті. Характеристики процесорного модуля наведені у таблиці 4.1.

Таблица 4.1 - Характеристики процессорного модуля

Вибір модулів вводу / виводу. Відповідно до функціональної схеми автоматизації установки необхідно 3 канали аналогового введення розрахованих на уніфікований струмовий сигнал 4-20 мА. Один сигнал від перетворювача рівня поз. LT-1б, і два сигнали від датчиків положення GE-3, GE-5. Для реалізації цих каналів використовуємо модуль аналогового введення ADAM−8231-1BD60. Даний модуль має 4 аналогових входи, тип вхідного сигналу 4-20 мА.

Для введення сигналу від термоперетворювача опору поз. ТЕ-4а . необхідний 1 канал аналогового вводу від термоперетворювача опору. Використовуємо модуль аналогового вводу ADAM−8231-1BD52. Даний модуль має 4 аналогових входи для підключення термоперетворювачів опору .

Для реалізації сигналізації крайніх положень виконавчих механізмів необхідно 4 канали дискретного вводу. Також необхідно 2 канали дискретного вводу для підключення магнітних пускачів поз. NS-2a, NS-6a.Використовуємо модуль дискретного вводу ADAM−8221-1ВF00. Даний модуль має 8 дискретних входів. Вхідна напруга 24В .

Для реалізації управління магнітними пускачами поз. NS-1г, NS-4в, NS-6а і включення / виключення сигнальної арматури НЬ1 , НЬ2 необхідно 8 каналів дискретного виводу ADAM−8221-1ВF10. Даний модуль має 8 дискретних виходів. Вихідна напруга 24 В, вихідний струм 1 А. Прив'язку сигналів контролера до датчиків і виконавчих механізмів оформимо у вигляді такої таблиці.

Приклад 4.2. Вибрати контролер і модулі введення / виводу для автоматизації екстрактора протиточного типу (функціональна схема автоматизації установки наведена на малюнку 2.8).

Характеристики контролера. В якості керуючого контролера за довідковим посібником / 1 / виберемо контролер SIMATIC S7-400 виробник Siemens. Цей контролер призначений для побудови систем автоматизації середнього і високого ступеня складності. Основними областями застосування SIMATIC S7-400 є: технологічні установки; системи вимірювання та збору даних. Наявність резервованої структури дозволяє продовжувати роботу у разі виникнення

одного або декількох відмов у його компонентах. Центральні процесори S7-400 характеризуються такими показниками : великі об’єми робочої пам'яті: від 288 кбайт в CPU 412-1 до 30 Мбайт в CPU 417-1; вмонтована завантажувальна пам'ять не менше 512 кбайт (RАМ), розширювана за допомогою карти пам'яті до 64 Мбайт; паралельний доступ до пам'яті програм і даних, що істотно підвищує продуктивність центрального процесора; наявність вмонтованих інтерфейсів; підтримка обміну даними з пристроями людино -машинного інтерфейсу на рівні операційної системи центрального процесора; підтримка функцій самодіагностики.

Ви6ор модулів введення / виведення. Відповідно до функціональної схеми автоматизації установки необхідно 10 каналів аналогового вводу: 6 каналів на уніфікований струмовий сигнал 4-20 мА від перетворювачів різниці тисків поз. FТ-5б, FТ-6б, FТ-7б FТ-8б, перетворювача концентрації поз. QТ-14б і перетворювача рівня LT-13б; 4 канали для підключення термометрів опору поз. ТE-9, ТЕ- 10, ТЕ- 11, ТЕ- 12. Для реалізації цих каналів використовуємо модуль аналогового вводу SМ 431 модель 7QH00-0AB0. Даний модуль має 16 аналогових входів, кожен з яких може бути програмно налаштований на ввод або струмових сигналів 4-20 мА , або сигналу від термометрів опору.

Для формування сигналів управління виконавчими механізмами необхідно 3 канали аналогового виводу. Для реалізації цих каналів використовуємо модуль аналогового виводу SМ 432. Даний модуль має 8 аналогових виходів, тип вихідного сигналу 4-20 мА.

Для реалізації сигналізації граничних значень рівня і концентрації необхідно 2 канали дискретного виводу, для підключення сигнальної арматури HL1, НL2 використовуємо модуль дискретного виводу SМ 422 , модель 1HH00-0AA0. Даний модуль має 16 дискретних входів (pеле). Прив'язку сигналів контролера до датчиків і виконавчим механізмам оформимо у вигляді наступної таблиці.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Кожевников, М.М., Никулин, В.И. Технические средства АСУТП для пищевой промышленности: справочное пособие для студентов технологических специальностей пищевой промышленности / М.М. Кожевников, В.И. Никулин. -Могилев: Ризограф УО МГУП, 2008.- 94с.

2 Приборы и средства автоматизации для пищевой промышленности: справочное

пособие для студентов технологических специальностей: в 2 ч. / В.И. Никулин, С.В. Богуслов, А.М. Прокопенко.- Могилев: Ризограф УО МГУП, 2001.

3 Электрооборудование во взрывоопасных зонах химических и пищевых производств: учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности АТПП и технологических специальностей / Г.М. Айрапетьянц. -Могилев: Ризограф УО МГУП, 2007.- 35с.

4 Обслуживание электроустановок во взрывоопасных зонах: учебное пособие/ М.П. Слука, Л.М. Ковалев, В.С. Ермаков, Д.И. Корольков; Под общ. ред. Д.И. Королькова. -Могилев, 2001. - 229 с.

5 Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев.- М.: Энергоиздат, 1990. - 464 с.

6 Автоматика и автоматизация пищевых производств / М.М. Благовещенская, Н.О. Воронина, А.В. Казаков. - М.: Агропромиздат, 1991. - 239 с.

7 Соколов, В.А. Автоматизация технологических процессов пищевой промышленности / В.А. Соколов. - М.: Агропромиздат, 1991. - 445. с.

8 Промышленные приборы и средства автоматизации. Справочник / Под ред.

В.В.Черенкова. - М.: Машиностроение, 1987. - 847 с.

9 Приборы и средства автоматизации для пищевой промышленности / И. . Петров,

М.М. Солошенко, В.А Царьков. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.

-416с.

10 узнецов, Н.Д., Чистяков, В.С. Сборник задач и вопросов по теплотехническим
измерениям / Н.Д. Кузнецов, В.С. Чистяков. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 328

11Петров, И. . Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности / И.К.Петров. - М.: Агропромиздат, 1985. - 344 с.

12Автоматика и автоматизация производственных процессов мясной и молочной промышленности / В.В. Митин, В.И. В.И. Усков, Н.Н. Смирнов. -М.: Агропромиздат, 1987. - 240 с.

13Технологические измерения и приборы / Н.Г.Фарзне, Л.В. Ильясов, А.Ю. Азим-заде. -М.: Высш. шк., 1989. - 456 с.

14 Стандарт предприятия. Общие правила и требования оформления текстовых
документов (СТП 15-06-2004) / А.В. Иванов, Е.Н. Урбанчик. -Могилев: Ризограф УО МГУП, 2004. - 41 с.

15 ГОСТ 21.408-93. Правила выполнения рабочей документации по автоматизации технологических процессов. - Введ. 1.07.1995.- Минск: Межгос. научно-техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве, 1995. - 46 с.

16ГОСТ 21.110-95. Правила выполнения спецификации оборудования изделий и материалов. - Введ. 1.01.1997.- Минск: Межгос. научно-техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве, 1996. - 46 с.

17ГОСТ 21.404-85. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. - Введ. 1.01.1986.- М.: Издательство стандартов, 1995. - 16 с.

18ГОСТ 21.101-93. Основные требования к рабочей документации. - Введ. 1.06.1995.-Минск: Межгос. научно-техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве,, 1995. - 46 с.

19ГОСТ 14202-69. Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки. - Введ. 1.01.1971.- М.: Изд-во стандартов, 1987. - 17 с.

20ГОСТ 2.303-68 ЕСКД. Линии. - Введ. 1.01.1971.- М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.- 8 с.

21ГОСТ 2.304-81 ЕСКД. Шрифты чертежные. - Введ. 1.01.1982.- М.: Изд-во стандартов, 1982. - 22 с.

22ГОСТ 2.722-68 ЕС Д. Обозначения условные графические в схемах. Машины электрические. - Введ. 1.01.1971.- М.: Изд-во стандартов, 1987.- 15 с.

23ГОСТ 2.732-68 ЕС Д. Обозначения условные графические в схемах. Источники света. - Введ. 1.01.1971.- М.: Изд-во стандартов, 1982. - 7 с.

24ГОСТ 2.741-68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Приборы акустические. - Введ. 1.01.1971.- М.: Изд-во стандартов, 1992.-9с.

25ГОСТ 2.710-81 ЕСКД. Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах. -Введ. 1.01.1981.- М.: Изд-во стандартов, 1986.-10 с.

26ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин. - Введ. 1.09.2003.- М.: ИПК Изд-во стандартов, 2003.- 32с.

27ГОСТ 6651-94. Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний. -Введ. 1.01.1999.- Минск: Межгос. совет по стандартизации метрологии и сертификации; М.: Изд-во стандартов, 1998.-31 с.

28СТБ ГОСТ Р 8.585—2004 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования. - Введ. 21.12.2004.- Минск: Госстандарт: Изд-во стандартов, 2004. - 78 с.

29РМ4-2-96. Системы автоматизации: схемы автоматизации. Указания по выполнению. Пособие к ГОСТ 21.408-93. - Введ. 01.09.2009 .-ГПКИ «Проектмонтажавтомвтика», 1996. - 44 с.

30ГОСТ Р 8.625-2006 ГСИ. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний. - Введ. 1.01.2008.- М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2007. - 27 с.

31ГОСТ 8.586.1-2005 ГСИ. (ИСО 5167-1:2003). Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования. - Введ. 1.01.2007.- Минск: Межгос. совет по стандартизации метрологии и сертификации; М.: Стандартинформ, 2007. - 45 с.

32ГОСТ 8.586.2-2005 ГСИ. (ИСО 5167-2:2003) «Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2.

33. Диафрагмы Технические требования.-Введ. 1.01.2007.-Минск: Межгос. совет по стандартизации метрологии и сертификации; М.: Стандартинформ, 2006. - 43 с.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

«Хімічна технологія неорганічних речовин»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВИХ РОБІТ

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 665; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!