Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рисунок 2.5 Программа АВР компилятора LOGO в языке ФБ

Алгоритм создаётся в виде схем содержащих логические элементы и функциональные блоки, реализующие ту или иную функцию. Далее программа записывается в память контроллера и при включении выводы ПЛК принимают в зависимости от внешних условий то или иное логическое состояние.

В данном случае реализуется переключение работы котловых агрегатовдля. При наличии положительного сигнала на вводе А, на логическом выходе Q1 устанавливается логическая единица. При наличии положительного сигнала на вводе B, на логическом выходе Q1 устанавливается логическая единица. Схема не предусматривает функцию переключения на третий резервный котёл.

Подобную систему применяются Хабаровских ГРС для обеспечения непрерывной работой теплоснабжения. Алгоритмы работы системы в зависимости от конкретного узла подогрева газа отличаются. В зависимости от нужд потребителя и режимов работы газовой системы, работа программы может варьироваться, поэтому одним из главных достоинств ПЛК является простота загрузки новых алгоритмов в память программы. [5]

Достоинства:

- реализация любого алгоритма ввода резерва;

- доступность устройства;

- простота обслуживания, не требует специальной подготовки;

- унифицированные уровни сигнала.

Недостатки:

- ограниченное количества входов;

- стоимость оборудования может варьироваться в широких пределах.

2.4 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Автоматические устройства должны выбираться в рамках Государственной Системы Приборов. Средства автоматизации должны быть выбраны технически грамотно и экономически обосновано. Конкретный тип автоматического устройства выбирают с учетом особенностей объекта управления и принятой системы управления. При этом предпочтение следует отдавать однотипным, централизованным и серийно выпускаемым устройствам. Это значительно упростит поставку и эксплуатации. В связи с тем, что процесс нагрева воды относится к числу пожаро- и взрывоопасных, автоматизация осуществляется на основе использования электрических средств с повышенной взрывозащищенностью. Электрические приборы более точны и отличаются быстродействием по сравнению с пневматическими. Источник энергии у электрических средств автоматизации более прост и надежен. Также отсутствуют ограничения по расстоянию между усилителем и исполнительным механизмом. Электрические регуляторы позволяют легко суммировать различные импульсы.

Функциональные возможности разрабатываемой системы управления:

- регулирование по двухпозиционному закону регулирования (система не является инерционной, то есть полное отсутствие динамического режима);

- использование двух видов управления - автоматического и ручного;

- сигнализация предельных отклонений регулируемой величины от заданного значения;

- цифровая индикация температуры на входе и на выходе рабочего котла, давление в системе циркуляции воды.

Блок управления преобразует входные дискретные, импульсные или аналоговые сигналы и обеспечивает гальваническую развязку входных низковольтных цепей и мощного выходного каскада.

Вышеуказанные способы реализации управления котловыми агрегатами не обеспечивают ряд вышеуказанных требований. Подобная автоматизация является функционально не полной, так же не поддерживается селективность системы, поскольку часть параметров поддерживаются специальным оператором, который непосредственно следит за состоянием системы. Подобные допущения плохо сказываются на работе всего комплекса ГРС, а так же не отвечает надежности.

С точки зрения всех вышеуказанных параметров, одним из возможных решений реализации автоматического узла подогрева газа – является микроконтроллерная система с П регулятором. Она будет обеспечивать и отрабатывать требуемую функциональность согласно режимной карте.

Микроконтроллерная система представляет собой электронное устройство состоящее из микропроцессора (микропроцессоров), согласующих устройств логического уровня, гальванической развязкой входных каналов, выходных сигналов и управляемых узлов. Микроконтроллер имеет электрически стираемую память, в которую заносится программа управления созданная на языке программирования (СИ или Ассемблер). Все электронные элементы размещаются на печатной плате.

Одним из главных преимуществ подобных устройств перед готовыми промышленными контроллерами, в том, что есть возможность создать собственную программу близкую к программе выполнения на машинном языке, которая будет с минимальными для процессора затратами исполнять требуемые операции.

3 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

СИСТЕМЫ ПОДОГРЕВА ГАЗА

3.1 РАЗРАБОТКА СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КОТЛОВЫХ

АГРЕГАТОВ

Целью данного проекта является разработка и создание готового комплекса устройств системы управления подогрева газа с использованием микроконтроллера. Функциональная схема системы изображена на чертеже

ДП. 140604. 65. 025. Э21

В данном проекте была выбрана ГРС 3 и её узел подогрева газа, совместно с котельным оборудованием. Средой подогрева является вода, требуется построить автоматическую систему управления циркуляции воды, переключения работы котловых агрегатов, а так же поддержание рабочего давления в контуре циркуляции жидкости. В таблице 3.1 представлены параметры режимной карты водогрейного котлоагрегата PREXTHERMRSW установленного в отопительной котельной ГРС – 3.

Таблица 3.1[1] Параметры режимной карты водогрейного котлоагрегата

В таблице 3.1 режим работы №1 является растопочным и служит только для разогрева котла, а, следовательно, параметры на этот кратковременный режим не регламентируются. Согласно функциональной схеме ДП. 140604. 65. 025. Э11 Питание горелок осуществляется от 3 трехфазных линий 380 В. Задача микропроцессорного блока подавать сигнал включения или отключения горелок в зависимости от показаний датчика температуры несущей среды. Дополнительной задачей является поддержание давление в трубопроводах и котле на уровне 2.0 (кг/м³) (величина давление регламентируется службой эксплуатации Хабаровского ЛПУ). Превышение рабочего давления свыше 2.5 (кг/м3) приводит к срабатыванию предохранительных сбросных клапанов, и перемещение рабочей жидкости в расширительные баки, согласно технологической схеме узла подогрева газа. Количество дискретных и сигналов обуславливается наличием 3 горелок, 6 автоматических задвижек на входных и выходных нитках циркуляции нагретой и охлажденной жидкости, так же сигнал на подачу питания подкачивающего насоса и сигнал на автоматический запирающий клапан подачи теплоносителя в ёмкость, служащую для подкачки слива жидкости в зависимости от давления. Количество аналоговых сигналов обуславливается двумя датчиками температуры, а именно – датчик температуры нагретой и охлажденной жидкости, так же аналоговый датчик давления.

Силовая схема системы управления узлом подогрева газа изображена на чертеже ДП 140604.65.025 Э31.Подача питания осуществляется через трёхфазную линию 380 В. В качестве систем защиты предусмотрены плавкие предохранители FU1, FU2, FU3. А так же защита от превышения номинальных значений тока – автоматические выключатели SF1, SF2, SF3.

Приведем пример подачи питания на котловой агрегат №1. При замыкании нормально разомкнутой кнопки S1.1, подаётся питание на катушку КМ1.2, далее замыкается контакт КМ1.1, шунтируя кнопку S1.1. Питание подано на блок управления горелки котла №1. Данный блок непосредственно управляет подачей, розжигом и горением газа. Контроллер горелки так же управляет нагнетающим компрессором, который имеет 3х фазный асинхронный двигатель Simel мощностью 1.5 кВт, номинальная скоростью вращения 2810 Обм/мин. В процессе работы горелки, происходит включение или отключение данного компрессора, в зависимости от режима работы. Сигнал на включение блока управления горелки подаётся с микроконтроллерной системы, которая в свою очередь в зависимости от требуемой задачи включат или отключает горелку.

При первом запуске всего блока подогрева газа требуется на каждой из замкнуть контакт кнопки «Старт», при необходимости ручной остановки всех котлов, необходимо на каждом агрегате нажать кнопку «Стоп» (S1.1, S2.1, S3.1), к примеру, после размыкания контакта кнопки «Стоп» S1.1 прекращается питание катушки КМ1.2, следовательно размыкается контакт КМ1.1.

На рисунке ДП 140604.65.025 Э32 изображена принципиальная схема электроснабжения автоматических задвижек котловых агрегатов, автоматической задвижки для ёмкости с теплоносителем. А так же питание насоса подкачки, требуемого для поддержания нужного давление в системе циркуляции жидкости. Основной составной частью автоматической задвижки является позиционный двигатель постоянного тока. Для обеспечения постоянным напряжением автоматических задвижек требуется преобразователь, понижающий сетевое напряжение 220 В до требуемого постоянного напряжения 24 В. При подаче управляющего дискретного сигнала микроконтроллерного блока, на катушку КМ6.2 подаётся питание, тем самым замыкается контакт КМ6.1. Далее происходит поворот позиционного электропривода, и закрытие автоматической задвижки. Протекание процесса для каждого котла одинаковый.

Для подачи питания на электропривод подкачивающего насоса D4, подаётся напряжение на катушку КМ5.2, далее замыкается контакт КМ5.1 после чего подаётся с фазы А питание на катушку КМ4.1 электромагнитного пускателя, замыкаются контакты КМ4.1 и электропривод D4 начинает вращать лопасти насоса. В нем предусмотрена защита от превышения тока якоря при помощи автоматического выключателя SF4 и от короткого замыкания, плавким предохранителем FU4.

В данных схемах электроснабжения не описываются системы автоматического ввода резерва, поскольку она реализована для общей схемы электроснабжения блока подогрева газа, включая аварийную сигнализацию, освещение и прочее.

3.2 РАЗРАБОТКА ОБЩЕЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УЗЛА

ПОДОГРЕВА ГАЗА

На чертеже ДП 140604.65.025 Э33изображена схема управления на базе микроконтроллерной системы.

Для автоматического управления всей системы подогрева газа, требуются показания датчика температуры, для этой цели используются термосопротивления, которые изменяют имеют свойства изменять своё внутренние омическое сопротивление под воздействие температуры. Тем самым информация о перепаде показания непосредственно подаются на вход микроконтроллера, который в свою очередь обрабатывает аналоговый сигнал и сравнивает с имеющимися уставками по температуре. В случае если она будет превышать допустимое значение t>85 ^оС происходит отключение котлового агрегата, путём подачи сигнала на дискретный вход PA0порта А. Гальваническая развязка силовой части катушки реле и порта микроконтроллера осуществляется путём подключения оптопары с соответствующей обвязкой, выполняющей ограничение тока. При охлаждении циркулирующей жидкости доt = 60 ^оС подаётся соответствующий сигнал включение горелки котлового агрегата. При соблюдении работы в полном соответствии режимной карте, то есть, при номинальных значения давления и температуры, работа котлового агрегата не будет остановлена. В случае значительных отклонений произойдёт остановка агрегата, переключатся автоматические задвижки на входе и выходе котла и запустится резерв с выходом на номинальные параметры работы. Каждый дискретный сигнал имеет гальваническую обвязку через оптроны или оптопары. Поскольку количество дискретных сигналов значительно, было принято решение использовать комбинированные микросхемы с четырьмя каналами оптопарной развязки. В конечном итоге использовано 2 микросхемы с 4 каналами и 3 микросхемы с 1 каналом оптопар.

Для реализации системы поддержания автоматического давления в трубе, было принято использовать тот же микроконтроллер, поскольку количество выводов и каналов АЦП удовлетворяет выбранным условиям. С датчика давления имеющего унифицированный сигнал по напряжению0-5 В, он поступает на вход АЦП микроконтроллера и изменяется в зависимости от изменяющегося давления в системе. В энергонезависимую память микроконтроллера задаются значения числового параметра давления в системе циркуляции воды. В случае выхода из диапазона давлений P=1.8-2 (кг/м³) происходит включение подкачивающего насоса либо открытие клапана, в зависимости от нужного условия, то есть уменьшение давления до значения 1.8 (кг/м³), либо увеличение дозначение 1.9 (кг/м³).

Характеристики

Список файлов ВКР