Аварийный режим возникает при появлении неисправностей в работе механизмов. В зависимости от характера неисправности, существует несколько алгоритмов аварийного завершения.

3.3 Установка параметров сушки

Ключевыми параметрами комплекса являются температура отходящих газов (Тог) и температура песка (Тп). Минимальные значения параметров определяются лабораторными испытаниями.

Как правило, комплекс должен работать при минимальных параметрах, обеспечивающих нормальную влажность песка ≈0.1%. Однако в тяжелых условиях работы уставочные температуры повышаются для большей стабильности процесса сушки.

К тяжелым условиям, усложняющим работу сушки, относятся:

– холодная погода;

– влажный песок, либо песок неравномерной влажности;

– наличие крупных глыб в песке, льда, снега;

– неравномерность подачи;

– снег, дождь.

Алгоритм АСУ сушки следующий. Для достижения максимальной производительности, АСУ может поддерживать более высокие Тог. Если достигнута максимально разрешенная скорость подачи, АСУ может снижать Тог для экономии горючего. При этом АСУ старается поддерживать температуру песка на выходе не выше и не ниже Тп. В любом случае, уставочные температуры Тп и Тог будут изменяться в пределах Т_мин до Т _{макс .}(Фактические Тп и Тог могут при этом быть больше или меньше уставочных Тп и Тог).

Скорость подачи материала регулируется в пределах установленных скоростей питателя. Однако при снижении Тог или Тп ниже критических значений, подача полностью выключается.

Скорость вращения барабана регулируется автоматически в установленных пределах в прямой зависимости от скорости работы питателя. Снижение скорости барабана способствует более тщательному просушиванию материала, увеличение скорости уменьшает склонность барабана к пересыпанию. В тяжелых условиях допускается уменьшение максимальной скорости вращения барабана до 40–50 Гц, при этом необходимо следить за засыпанием барабана.

Параметры сушки могут быть изменены как перед запуском комплекса, так и при его работе. Некоторых из параметров могут вступить в силу только спустя 2-3 минуты после их изменения.

3.4 Алгоритм работы сушильного агрегата

Алгоритм работы сушильного агрегата состоит из следующий стадий:

Стадия 0 – Остановка линии

Данная стадия является начальной. В ней полностью пропадают управляющие сигналы со всех исполнительных механизмов комплекса. Дальше программа будет находиться в состоянии готовности к началу пуска по нажатию кнопки с пульта оператора.

Стадия 1 – Запуск транспортеров и вентиляторов

После нажатия кнопки на запуск сушки проходит цикл проверки ошибок и установки параметров.

Далее, в каскадном порядке, запускаются вентиляторы, транспортеры и охладительный барабан.

Стадия 2 – Прогрев барабана

На данной стадии включается горелка и сушильный барабан. Происходит нагрев барабана до установленной температуры (120 С), после чего осуществляется переход к стадии 3.

Стадия 3 – Загрузка барабана

Запускается транспортер сырого песка. По заданной программе песок начинает подаваться в барабан (с 0 скорости разгон до уставочной). При повышении температуры песка и уровня загрузки выше 30% осуществляется переход на стадию 4.

Стадия 4 – Работа

Данная стадия представляет собой цикл работы сушильного комплекса, состоящий из нескольких программ, в зависимости от температуры песка:

- Режим 1 – температура в норме (температура песка < температуры песка устав. - 5С) и уровень загрузки горелки высокий (больше 70%). Самый оптимальный режим работы.

- Режим 2 – Высокая температура песка

Увеличиваем скорость барабана и\или питателя. Если скорость достигла своего предела – уменьшаем мощность горелки до 75%.

- Режим 3 – Низкая температура песка (ниже критической)

Если температура песка опускается ниже критической, запускается таймер отсчета 45 секунд, по истечению которых происходит отключение питателя. Горелка при этом включается на 100% мощность. После поднятия температуры скорость питателя начинает нарастать с 0 до оптимальной при коэффициенте скорости равный 80 единицам.

Стадия 5 – Выбег, продувка, отключение

Стадия завершения работы сушильного комплекса. Время выбега и продувки 20 минут.

Стадия 6 – Авария

При нештатной работе оборудования и\или авариях, сушильный комплекс переходит в аварийный режим, при котором происходит экстренная остановка всех исполнительных механизмов комплекса.

3.5 Разработка кода в программе CodeSys

Программирование технологического процесса осуществляется с помощью программы СоDеSуs.

CoDeSys - это современный инструмент для программирования контроллеров (CoDeSys образуется от слов Controllers Development System), который предоставляет программисту удобную среду для программирования контроллеров на языках стандарта МЭК 61131-3.

Программа «Конфигуратор М110» предназначена для считывания, изменения и записи в энергонезависимую память приборов рабочих параметров с использованием компьютера. В конфигураторе М110 узнаем параметры необходимого устройства и вносим их в CodeSys раздел конфигурации плк , в этом разделе задаются все параметры плк, модулей, датчиков, ПЧ и горелки.

После того как все параметры заданы, пишется код на любом из доступных программе языке программ:

-IL – текстовый язык инструкций

-LD – язык релейных схем

-ST- текстовый язык набора инструкций большего уровня

-LD – язык релейных схем

-FBD – язык функциональных блоковых диаграмм

-SFC – язык последовательных функциональных схем

-CFC- язык непрерывных функциональных схем

Программа технологического процесса сушильного агрегата написана на языке ST.

Создаем имя проекта PROGRAM PLC_PRG

В программе конфигуратор М110 узнаем параметры необходимого устройства и вносим их в CodeSys раздел конфигурации плк , в этом разделе задаются все параметры плк, модулей, датчиков, ПЧ и горелки.

Программированный код смотреть в приложении А.

4 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Разработка САУ сушильного агрегата заключается в подборе оборудования системы, которая будет осуществлять ведение технологического процесса и предотвращать появление аварийных ситуаций.

Выбирается промышленный логический контроллер ПЛК100-220-КМ производителя ОВЕН. ПЛК100-220-КМ производителя ОВЕН - предназначен для создания систем автоматизированного управления технологическим оборудованием в энергетике, в различных областях промышленности и тд. При случайном отключении основного питания контроллер переходит на аварийное питание и сохраняет промежуточные результаты вычислений и работоспособность интерфейсов Ethernet и Debug RS-232 .

Рисунок 4.1-ПЛК100-220-КМ

Основные технические характеристики контроллера:

- напряжение питания: ОВЕН ПЛК100-220 от 18 до 29 В постоянного тока (номинальное напряжение 24 В) от 90 до 264 В переменного тока (номинальное напряжение 220 В) частотой от 47 до 63 Гц

- потребляемая мощность: – ОВЕН ПЛК100-24, Вт, не более; – ОВЕН ПЛК100-220, ВА, не более 6* 10

- средняя наработка на отказ, ч 10000

- средний срок службы, лет, не более 8-5

- центральный процессор 32-х разрядный RISC-процессор 200 МГц на базе ядра АRМ9

- объем оперативной памяти 8 мбайт

- объем энергонезависимой памяти хранения ядра соdеsуs, программ и архивов 4 мбайт

- время выполнения цикла контроллера минимальное 250 мкс (нефиксированное), типовое от 1 мс

- количество дискретных входов 8

- количество дискретных выходов 6

- интерфейсы связи Ethernet 100 Ваsе-Т, RS-232 – 2 канала, RS-485, USB 2.0 - Device RS-232 Debug

- скорость обмена по интерфейсам RS, бит/с от 4800 до 115200

- протоколы ОВЕН, ModBus-RTU, ModBus-АSCII, DСОN, МоdBus-ТСР, GateWay (протокол СоDеSуs) ОВЕН, ModBus-АSCII, DСОN, МоdBus-ТСР, GateWay (протокол СоDеSуs)

Технические характеристики:

- номинальный ток нагрузки, А, не менее 0,5

- установившийся ток при максимальном напряжении: – минимальный, мА 10 – максимальный, А 0,55

- номинальное напряжение питания переменного тока частотой с номинальным значением 50 или 60 Гц, В, не менее 240

- падение напряжения во включенном состоянии (состояние «1»), В, не более 3

- нагрузка для категории использования ОВЕН АС-15 по ДСТУ IEC 60947-1.

Выбираем прибор МВ110-16ДН - предназначен для сбора данных со встроенным дискретным входом с передачей их в сеть RS-485.

Рисунок 4.2-МВ110-16ДН

Технические характеристики прибора:

МВ110 работает в сети RS-485 по протоколам ОВЕН, ModBus-RTU, ModBus-ASCII, DCON.

Конфигурирование МВ110 осуществляется на ПК через адаптер интерфейса RS-485/RS-232 с помощью программы «Конфигуратор М110.

Характеристики прибора:

Напряжение питания: 90...264 В переменного тока (номинальное напряжение 220 В) частотой 47…63Гц 18...29 В постоянного тока (номинальное напряжение 24 В) 90...264 В переменного тока (номинальное напряжение 220 В) частотой 47…63Гц или 20...375 В постоянного тока (номинальное напряжение 24 В)

Потребляемая мощность, ВА, не более 6

Количество дискретных входов 16

Интерфейс связи с компьютером RS-485

Максимальная скорость обмена по интерфейсу RS-485, бит/сек 115200

Средний срок службы, лет 8

Дискретный вход - двунаправленный (изолированный)

Гальваническая развязка дискретных входов – групповая

Напряжение питания дискретных входов, 24±3 В

Максимальный входной ток дискретного входа, мА, не более 7 8,5

Тип датчика дискретного входа датчики, имеющие на выходе транзисторный ключ n-p-n- типа (открытый коллектор) датчики, имеющие на выходе транзисторный ключ n-p-n-типа (открытый коллектор) .

Монтажная схема подключения к клеммам прибора приведена в Приложении Б. 3.1.3

Выбираем МВ110-8ДФ - прибор предназначен для сбора данных со встроенных дискретных входов с передачей их в сеть RS-485. Прибор также используется для контроля подачи напряжения питания на исполнительные механизмы, а также для подсчета числа включений оборудования или перебоев в подаче электропитания на оборудование, питающееся от сети 220В частотой 50Гц или от источника постоянного тока.

Рисунок 4.3-МВ110-8ДФ

Технические характеристики:

работает в сети RS-485 по протоколам ОВЕН, ModBus-RTU, ModBus-ASCII, DCON.

Конфигурирование МВ110 осуществляется на ПК через адаптер интерфейса RS-485/RS- 232 или RS-485/USB с помощью программы «Конфигуратор М110».

Напряжение питания: МВ110-224.8ДФ 90...264 В переменного тока (номинальное напряжение 220 В) частотой 47…63Гц или 20...375 В постоянного тока (номинальное напряжение 24 В)

Потребляемая мощность, ВА, не более 6

Количество дискретных входов 8

Максимальная скорость обмена по интерфейсу RS-485, бит/сек 115200

Средний срок службы, лет 8

Гальваническая развязка дискретных входов - оптоэлектронная,

Монтажная схема подключения к клеммам прибора приведена в Приложении Б. 3.1.3

Одноканальный блок питания БП30Б-Д3 ОВЕН предназначен для питания стабилизированным напряжением постоянного тока различных радиоэлектронных устройств. Является импульсным по принципу действия и выполнен по схеме однотактного обратноходового преобразователя напряжения, имеет фильтр радиопомех на входе, гальваническую развязку между входом и выходом.

Рисунок 4.4-БП30Б-Д3

Технические характеристики

Входное напряжение: – постоянного тока 110…370 В – переменного тока 90…264 В