1.1.6_Раздел_2.4 (методическая документация от Колесникова Сергея по стенду САУ-МАКС)

2.4. РАБОТА №3. АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ2.4.1. Цель работыПриобрести навыки алгоритмизации управления технологическим объектоми реализации системы автоматизации управления объектом на базе программируемых устройств автоматики (сенсорного монитора и программируемого контроллера).2.4.2. Программа работы1. Дома, при подготовке к работе, для заданного варианта автоматизированного объекта необходимо:- уточнить адреса датчиков виртуального объекта, сигналы с которых поступают на входы контроллера;- уточнить адреса управляющих сигналов и команд, поступающих из контроллера на исполнительные элементы виртуального объекта;- задать адреса командной аппаратуры программируемого пульта (сенсорногомонитора) подающей команды на входы или промежуточные переменные программируемого контроллера;- задать адреса сигналов, поступающих из контроллера на устройство индикации программируемого пульта;- определиться с количеством и номенклатурой командной и сигнальной аппаратуры, располагаемой на программируемом пульте управления (на экране сенсорного монитора).

Желательно воспользоваться пультом управления, запрограммированным на предыдущей лабораторной работе по программированиюсенсорного монитора;- составить алгоритм управления автоматизируемым объектом (составить логические функции для выходных сигналов и промежуточных переменных);- записать логические функции в адресах программируемого контроллера;- составить программу для программируемого контроллера.2.

В лаборатории:- ввести подготовленную программу для СРМ2А в ПЭВМ, провести ее компиляцию, и записать её в программируемый контроллер;- запрограммировать пульт управления объектом автоматизации (настроитьзапрограммированный пульт на предыдущей лабораторной работе);- вывести на экран виртуальный объект автоматизации и ввести с клавиатурыПЭВМ режим управления от контроллера;- подавая с пульта управления (с сенсорного монитора) команды, проверитьработу системы управления, как в ручном, так и в автоматическом режимах работы.3.Составить отчет и заключение по работе.932.4.3. Пояснения к работеДома, при подготовке к лабораторной работе, обучающийся должен для заданного варианта задачи подготовить программу для ПК.Логические функции, описывающие работу системы автоматизации, предлагается записывать на основе содержательного описания работы системы автоматизации.

Последовательность подготовки программ для ПК будет такая:а) изучается объект автоматизации заданного варианта. Уточняется последовательность работы оборудования, уточняется назначение датчиков, число и назначение исполнительных устройств. Уточняется, какие аппараты имитаторапульта оператора будут использоваться для управления заданным объектом как вавтоматическом, так и в ручном режимах работы;б) для каждой выходной и для каждой промежуточной переменной составляется содержательное описание, по которому затем непосредственно записываетсялогическая функция (уравнение). Содержательное описание – это словесныйпортрет включения переменной, условий ее сохранения и условий ее отключения.Логические функции составляются непосредственно по содержательному описанию, основываясь на том, что союзам разговорной речи И, ИЛИ, НЕ соответствуют логические операции соответственно конъюнкция, дизъюнкция и инверсия.

Вкачестве элементов памяти рекомендуется использовать самоблокировки. Приэтом следует помнить, что наличие в одном логическом уравнении двух или болеесамоблокировок часто приводит к неработоспособности системы. Поэтому такиефункции необходимо подвергнуть тщательному анализу на их работоспособность. Если они оказались действительно неработоспособными, то следует избавиться от самоблокировок введением промежуточных переменных;в) полученные логические функции необходимо переписать в адресах программируемого контроллера и по ним составить программу для контроллера в соответствии с изложенными в работе №1 «Изучение программируемого контроллера OMRON SYSMAC CPM2A-30CDR» правилами составления программы.Виртуальный объект реализуется на экране монитора ПЭВМ в виде мультипликации. Программируемый контроллер по последовательному порту подаетуправляющие команды, по которым механизмы виртуального объекта совершаютзаданные перемещения с заданной скоростью.

Сигналы с датчиков виртуальногообъекта передаются в программируемый контроллер. Изображения механизмоввиртуального объекта при их включении изменяют свой цвет. При срабатываниидатчиков виртуального объекта их изображение также меняет свой цвет.Для управления виртуальными объектами между ПЭВМ и контроллером постоянно идет обмен информацией. Периодически от ПЭВМ передаются в контроллер три байта информации о состоянии датчиков виртуального объекта, аконтроллер выдает на объект два байта управляющих команд.В ПЭВМ хранятся 9 вариантов виртуальных объектов:– роботизированный комплекс;– методическая печь (участок транспортировки изделий в методическую печьдля их нагрева перед прокаткой);– участок нагревательного колодца (механизмы управления крышкой нагревательного колодца обжимного прокатного стана);94– участок сортировки и пакетирования годных и бракованных листов металла;– участок транспортировки труб большого диаметра;– станок для сверления глубоких отверстий;– линия химической обработки деталей;– участок упаковки;– лифт пассажирский.В качестве примера ниже рассмотрено управление механизмами напольнокрышечной машины нагревательного колодца обжимного прокатного стана.

Упрощенный вид напольно-крышечной машины представлен на рис.2.4.1.Это один из вариантов виртуальных объектов, представленных в Приложении А. В п. А.4 указанного Приложения дано подробное описание назначения ипоследовательности работы напольно-крышечной машины. Здесь же повторяетсяконструктивная схема этого виртуального объекта (рис.2.4.1) и более краткопредставлена последовательность работы механизмов объекта.Рис. 2.4.1. Механизм управления крышкой нагревательного колодцаНа рис.2.4.1 кроме конструктивных механизмов объекта, расположения датчиков и исполнительных устройств (в рассматриваемом случае это электродвигатели подъема крышки 2 и передвижения тележки 3) представлены линейки битовуправляющих команд на исполнительные устройства 6 и состояние датчиков объекта 7.

Единица в бите линейки соответствует наличию команды и наличию сигнала с датчика.95Для нагрева слитков 1 к колодцу подаются слитковоз и клещевой кран (нарис.2.4.1 не показаны). По сигналу «Открыть» (с сенсорного монитора) включается двигатель 4 механизма подъема крышки колодца, установленный на тележке 3.Двигатель 4 через механическую передачу осуществляет подъем крышки 2до верхнего положения ВП, контролируемого соответствующим датчиком. Затемвключается двигатель.

5 и тележка, приводимая в движение указанным двигателем, движется в позицию ожидания П2 (по рис.2.4.1 движение вправо) и стоит тамдо тех пор, пока с сенсорного монитора не поступит сигнал «Закрыть». В этомслучае тележка движется влево. При движении влево в положении П1 осуществляется снижение скорости движения тележки до ползучей скорости, с которой тележка движется до положения ПО. В положении ПО происходит останов тележкии осуществляется движение крышки вниз.

При наличии сигнала с датчика ПС придвижении вниз происходят снижение скорости опускания крышки до ползучей, скоторой происходит затем движение до полного закрытия колодца. Нижнее положение крышки контролируется датчиком НП (закрыт колодец).При загрузке нагревательного колодца слитками все операции осуществляются аналогично, только вместо слитковоза подается состав со слитками.В программе ПЭВМ предусмотрена остановка тележки при достижении еюкрайних положений KBЛ и КВП (конечный выключатель левый и конечный выключатель правый соответственно).В процессе управления объектом контроллер должен считывать информациюиз ПЭВМ о состоянии датчиков объекта, по программе формировать управляющие команды и выдавать их на объект для управления его механизмами.

Обменинформацией между контроллером и ПЭВМ осуществляется через устройствопреобразования кодов УПК, описание которого представлено в п.1.5.1.Для работы в автоматическом режиме оператор на сенсорном мониторе должен войти в режим автоматического управления и включить его. Для открытиякрышки он кратковременно нажимает кнопку «Открыть». Формируется команда«Вверх» и крышка 2 поднимается до положения ВП. Затем автоматически формируется команда «Вправо» (Пр) и тележка 3 с крышкой перемещается в положениеП2, где стоит до нажатия кнопки «Закрыть».

При нажатии кнопки «Закрыть»формируется команда на движение тележки влево (Л) и осуществляется движениедо положения ПО, в котором команда Л отключается. При движении крышки влево в положении П1 формируется команда Мт на снижение скорости тележки, которая сохраняется, пока идет движение влево.В положении ПО формируется команда «Вниз» и крышка опускается до положения НП. При движении крышки вниз в положении ПС формируется командаМк на снижение скорости опускания крышки, которая сохраняется, пока идетдвижение вниз.Для подачи команд «Открыть» и «Закрыть» в автоматическом режиме напрограммируемом пульте управлении (сенсорном мониторе) должны быть предусмотрены соответствующие кнопки без фиксации.

Для управления приводомподъема/опускания крышки в ручном режиме следует предусмотреть кнопки безфиксации Н1, НМ1, ВМ1, В1 (соответственно «Вниз быстро», «Вниз медленно»,«Вверх медленно», «Вверх быстро»). Для управления приводом тележки аналогично следует предусмотреть кнопки Н2, НМ2, ВМ2, В2 (соответственно «Влевобыстро», «Влево медленно», «Вправо медленно», «Вправо быстро»).96Команда на движение крышки «Вверх» возникает в режиме «Авт» при нажатии на кнопку «Открыть» (команда «Откр»).

Возникшая команда «Вверх» сохраняется до прихода крышки в верхнее положение ВП. В режиме «Руч» она возникает при наличии команд В1 или ВМ1 и сохраняется при наличии указанных команд или до достижения положения ВП. Этому содержательному описанию команды «Вверх» соответствует логическая функция:Вверх = Авт ⋅ (Откр ⋅ НП + Вверх) ⋅ ВП + Руч ⋅ ( В1 + ВМ 1) ⋅ ВПКоманда на движение крышки «Вниз» возникает в режиме «Авт» из верхнегоположения ВП после того как крышка побывала в правом положении П2 и вернулась в положение П0 над колодцем. Возникшая команда сохраняется до приходакрышки в крайнее нижнее положение НП.