Диплом (1235207), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Рисунок 2.6 – Структурная схема автоматического управления

компрессорной установки

2.4 Разработка функциональной и принципиальной схем автоматического управления.

2.4.1 Функциональная схема автоматического управления

Функциональные схемы предназначены для разъяснения процессов, про­исходящих в изделии в целом, а также в отдельных его функциональных частях.

На функциональных схемах должны быть изображены все функциональные части, функциональные группы, устройства, элементы, необходимые для разъяснения происходящих в изделии процессов, и показаны связи между ними. Функциональные части, устройства, элементы изображают в виде условно-графических обозначений, установленных стандартами ЕСКД, или прямоугольников.

Функциональные части и связи изображают независимо от их действитель­ного расположения в изделии. Функциональный процесс, как правило, пред­ставляют слева направо и (или) сверху вниз. Допускается на этих схемах изоб­ражать пункты измерения и (или) контроля, приводить необходимые поясне­ния, диаграммы, таблицы и параметры физических величин в характерных точках. В стандарте установлены правила присвоения обозначений функцио­нальным группам, устройствам, элементам [12].

Функциональная схема системы управления компрессором изображена на рисунке 2.7.

Во время работы установки, контроллер получает и анализирует данные с датчиков системы.

Датчик температуры двигателя (T_ДВ) передает на вход IW1.1 преобразованный сигнал температуры 0..10В, контроллер сравнивает это значение с допустимым (T_max = 150^oC) и выполняет какие-то действия, если это требуется. Также происходит с датчиком температуры компрессора (T_К) передающим сигнал на вход IW2.0. Информация воздействующая на состояние компрессора передается с датчика расхода на вход I0.2 (уровень сигнала 4..20 мА) и датчика давления в сети на вход I0.1 (уровень сигнала 4..20 мА), в зависимости от значений попадающих на эти входы, контроллер изменяет состояние компрессора. Происходит это по средством передачи управляющих сигналов на аналоговый выход QW1.0 (уровень сигнала 0..10В). Таким образом изменяется частота тока двигателя и следовательно частота вращения компрессора. Что приводит к изменению выходного давление и соответственно расхода сжатого воздуха. Одновременно с этим по налоговому входу IW1.0 контроллер следит за текущим состоянием частотного преобразователя, а значит и двигателя тоже.

Рисунок 2.7 – Функциональная схема системы управления

2.4.2 Принципиальная схема автоматического управления

Принципиальная схема определяет полный состав элементов и устройств в изделии, а также все связи, необходимые для осуществления электрических процессов и их контроля, и дает детальное представление о принципах рабо­ты изделия. На принципиальной схеме изображают разъемы, клеммники и другие элементы, которыми заканчиваются входные и выходные цепи, а также показывают соединительные и монтажные элементы, устанавливаемые по конструктивным соображениям. Элементы, устройства, цепи размещают, как правило, на параллельных горизонтальных и вертикальных прямых лини­ях без учета их действительного расположения, обычно сверху вниз и слева направо.

Принципиальные электрические схемы определяют полный состав техни­ческих средств ЭП и СА, действие которых обеспечивает решение задач управ­ления, регулирования, защиты, измерения, сигнализации и визуализации, и служат основанием для разработки других документов проекта: схем соедине­ний и подключения, монтажных таблиц щитов, пультов и др. Эти схемы слу­жат для изучения принципа действия системы, они необходимы при производ­стве наладочных работ и в процессе эксплуатации оборудования. Принципиаль­ная схема представляет собой сочетание элементарных электрических цепей, выполняющих в заданной последовательности ряд стандартных операций [12].

Принципиальная схема системы автоматического управления компрессорной установкой изображена на рисунке 2.8

В левой части схемы показан частотный преобразователь подключенный к сети 380В через автоматический выключатель, магнитный контактор и дроссельные катушки, необходимые для сглаживания гармоник отдаваемых преобразователем обратно в сеть. К преобразователю через контакты U,V,W подключен асинхронный двигатель. Все элементы силовой цепи заземлены (G). Контрольная лампочка «Сеть» показывает подключение к питающей сети.

Правее расположены датчики В1-В5, подключенные к портам контроллера и к общему входу соответствующего модуля. Далее расположен модульный контроллер с подсоединенными к нему модулями по шине данных. В самом верху находится блок питания на 24В (G1) постоянного тока, питающий контроллер и включенный в сеть через автоматический выключатель. Ниже расположен модульный контроллер TWD LMDA 20DRT с подключенной катушкой КМ1, отвечающей за отключение магнитного контактора по аварийному событию. Ниже и справа расположены два модуля аналогового ввода/вывода (TWD AMM 3HT) и модуль панели управления (TWD XCP ODM) соответственно.

Рисунок 2.8. – Принципиальная схема системы автоматического управления компрессорной установкой

2.5 Разработка программного обеспечения

2.5.1 Программирование ПЛК

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) - это высокотехнологичный прибор, включающий микропроцессор, устройства ввода/вывода, сетевые адаптеры, блок питания и др.

В ПЛК младших классов перечисленные периферийные устройства собраны в один компактный корпус, что упрощает исполь­зование контроллера.

Контроллеры младших классов используют для управления промышленными и бытовыми устройствами и системами, посредст­вом включения-выключения дискретных выходов, откуда они полу­чили соответствующее название - интеллектуальные реле.

В промышленности ПЛК используют для автоматизации:

– небольших машин в сфере производства, отделки, сборки, упаковки;

– вспомогательных систем крупных и средних машин;

– насосных агрегатов большой производительности

Интеллектуальные реле созданы для упрощения схем электрических соединений при решении сложных задач. ПЛК просты в использовании, а их функциональность и высокая производитель­ность позволяют пользователям значительно сэкономить время и деньги.

2.5.2 Язык программирования ПЛК – лестничные диаграммы

Программирование ПЛК ведется с помощью языка лестнич­ных диаграмм - LD (Ladder Diagram) в одной из двух возможных форм представления: в буквенно-цифровых символах контактного языка или в виде релейно-контактной схемы (электротехническими символами). Можно переключать представление лестничной диа­граммы из одной в другую форму - без ущерба для содержимого программы. Процесс написания и отладки программы производится на персо­нальном компьютере с помощью программы Zelio Soft, с последую­щей загрузкой подготовленной программы в ОЗУ ПЛК для её ис­полнения.

Язык LD (Ladder Diagram) лестничных диаграмм - язык релейной логики. Он рассчитан в первую очередь на специалистов по низовой автоматике, разрабатывающих схемы автоматики на базе релейноконтактных элементов и теперь занимающихся заменой релейноконтактных схем управления на системы на базе микропроцессорной техники.

В лестничных диаграммах можно использовать следующие функциональные блоки:

Таймер - задание задержек и временных интервалов;

Счетчик - подсчет импульсов, полученных на входе;

Системные часы - запуск или останов действия программы в определенный день, в определенное время;

Аналоговый компаратор - сравнение аналоговой величины с контрольным значением или с другой аналоговой величиной с учетом гистерезиса;

Вспомогательные реле - сохранение или изменение начального состояния интеллектуального реле;

Z-клавиши - если эта функция включена через список команд управления ПЛК, то Z-клавиши могут быть использованы как кнопки управления.

Программа на экране представляется в виде цепочек («шагов») из последовательно и (или) параллельно соединенных элементов различных контактов, причем каждый шаг заканчивается катуш­кой. Катушка - аналог оператора присваивания в обычных языках программирования. Считается, что в левой части рабочего экрана вертикально расположена шина питания, а с правой стороны экрана вертикально расположена шина заземления.

После составления программы и отладки, производится её компилирование (перевод в язык машинных команд) и запись в ОЗУ ПЛК. Далее интел­лектуальное реле будет работать согласно записанному алгоритму [17].

2.5.3 Программирование в среде Twidosuite

20DRT и несколько модулей, модуль дисплея управления и два модуля аналогового ввода/вывода. На рисунке 2.9 показано окно конфигурации портов ввода/вывода. Здесь отображается число портов ввода/вывода, адресация и дополнительная информация. На рисунке 2.10 изображено окно редактирования кода программы. Код программа состоит из так называемых ступенек. Выполняя одну из ступеней, программа проходит на следующую. Дойдя до последней и выполнив условия, возвращается в начало и начинает путь заново, никогда не останавливаясь, если этого не требует алгоритм. На рисунке 2.11 приведен пример скомпилированной программы пуска и работы компрессора. Как видно на рисунке программа работает, об этом говорит зеленое подсвечивание элементов и вертикальной линии слева.

Рисунок 2.9 – Внешний вид программы с выбранным контроллером и модулями к нему

Рисунок 2.9 – Внешний вид окна конфигурации портов ввода/вывода контроллера TWD LMDA 20DRT

Рисунок 2.10 – Внешний вид окна редактирования программы ПЛК

Рисунок 2.11 – Скомпилированная программа ПЛК пуска и работы компрессора

2.5.4 Алгоритм программы пуска и работы компрессора

– Шаг 1: После нажатия кнопки «ПУСК» замыкается контактор I0.0 реле «катушки» Q0.0. Замы­кается контактор Q0.0. Начинается процесс разгона двигателя компрессора.

– Шаг 2: После замыкания контактора Q0.0 на компаратор подаётся питание и начинается процесс сравнения давление воздуха в пневмосети (P=7 кгс/см²). Если данное условие выполняется, питание подается на реле «ка­тушки» Q0.1, что приведет к разрыву цепи Шаг 2, Шаг 3, Шаг 5 и Шаг 6. При невыполнении данного условия реле «катушки» Q0.1 не включиться и при переходе на Шаг 2 будет запущена одна из программ увеличения частоты вращения двигателя.

– Шаг 3: Эта строка выполняется при условии незамкнутого Q0.1. Здесь происходит сравнение давление воздуха в пневмосети на предмет большего или меньшего его значения относительно требуемого. Если давление в пневмосети ниже реле «катушки» Q0.3 получает питание, что приводит к замыканию одного и размыканию другого контакторов в Шаг 3, где и происходит переход на подпрограмму изменения частоты вращения в ту или иную сторону.

– Шаг 4: Эта строка выполняется только при условии срабатывания «катушки» Q0.1. Здесь происходит проверка изменения расхода воздуха в пневмосети (∆Q=0). На компаратор подается питание, в результате по срабатыванию Q0.2 в Шаг 5 замыкается один и размыкается другой контактор, где и происходит переход на подпрограмму изменения частоты вращения в ту или иную сторону.

.

Equation Chapter 4 Section 13 Экономическая часть

3 Определение экономического эффекта модернизации

воздушно-компрессорной станции

Характеристики

Список файлов ВКР