Промислові мікропроцесорні контролери

Вибір конфігурації контролера і схем підключення. Схеми підключення зовнішніх пристроїв. Розроблення прикладного програмного забезпечення для реалізації алгоритму керування. Налагодження програмного забезпечення. Розрахунок надійності системи.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Зміст

Завдання №12-13 на курсову роботу

Вступ

1. Розроблення алгоритмічної структури (схеми керування)

2. Вибір конфігурації контролера і схем підключення

2.1 Вибір технічних засобів автоматизації

2.2 Конфігурування МПК і схеми підключення зовнішніх пристроїв

3. Розроблення прикладного програмного забезпечення для реалізації алгоритму керування

4. Відлагодження програмного забезпечення

5.Розрахунок надійності спроектованої системи

Висновок

Список використаних джерел

Завдання №12-13 на курсову роботу

Об'єкт 13: трубчаста піч

В схемі АСК тепловим режимом трубчатої печі суміщені дві схеми регулювання температури вихідного продукту за витратою палива, які вибираються при допомозі щитового перемикача ЩП на два положення (контур 1 або контур 2). Перший контур складається з регулятора температури РТ1, завдання якому коректує сигнал по температурі димових газів, що пройшов блок диференціювання Дф. Другий контур складається з регулятора температури РТ димових газів, завдання якому формує коректуючий регулятор РТ1 температури вихідного технологічного потоку. Виходи обох контурів можуть подаватися на виконавчий механізм регулюючого клапана на лінії подачі палива в залежності від положення щитового вимикача ЩП. При цьому треба забезпечити без ударний перехід з одного контура на інший. Подача повітря регулюється ручним за датчиком через контролер.

Трубчата піч

Вступ

Сучасний стан розвитку систем автоматизації характеризується широким впровадженням різноманітних мікропроцесорних засобів автоматизації: інтелектуальних датчиків, пристроїв керування, функціональних блоків, засобів відображення інформації, операторських панелей і ін.

Особливе місце в цьому переліку займають промислові мікропроцесорні контролери. Розпочавши свою історію на початку 70-х років XX століття, вони за короткий термін часу завоювали широку популярність серед спеціалістів у галузі автоматизації. Це пояснюється високою надійністю, відносною простотою програмування та експлуатації, розширенням функціональних можливостей систем керування. Вони стали основою впровадження нового покоління систем автоматизації - комп`ютерно-інтегрованих систем керування.

Незважаючи на те що технічне та програмне забезпечення таких систем розвивається досить швидко, в Україні нагромаджений досить багатий досвід їх впровадження, про що свідчить аналіз результатів проведення цієї роботи.

По-перше, досвід впровадження, а також експлуатації програмно-технічних комплексів, побудованих на базі мікропроцесорних керуючих пристроїв, насамперед мікропроцесорних контролерів, підтверджує, що альтернативи такому напряму розвитку нема. Це пояснюється тим, що змінюється сама ідеологія побудови системи керування. Центральною частиною системи є мікропроцесорний керуючий пристрій, до якого підключаються датчики та виконуючі механізми. Алгоритм керування об'єктом реалізується програмним шляхом, що створює можливості швидкої адаптації системи керування та його коригування у разі потреби.

По-друге, значно змінюються умови роботи оператора-технолога. Працюючи на автоматизованому робочому місці, створеному на базі ПЕОМ або операторської станції, оператор отримує інформацію про стан об'єкта та системи керування ним у зручному для сприйняття вигляді (як правило, у вигляді кольорових мнемосхем), що дає можливість виконувати своєчасні та ефективні дії.

По-третє, системи дають можливість аналізувати роботу обладнання або технологічного комплексу за певний час роботи, тому що ведеться і зберігається за заданий час не тільки передісторія процесу, а і дії оператора, який ним керує. Це дає можливість не тільки мати об'єктивну і своєчасну інформацію, необхідну для прийняття своєчасних і обгрунтованих керуючих рішень, а й дає змогу знаходити та своєчасно усувати фактори, які негативно впливають на ефективне функціонування об'єкта керування.

По-четверте, використання всіх можливостей, які надають сучасна мікропроцесорна техніка та комп'ютерно-інтегровані технології, створює реальне підгрунтя для розробки потужних систем інтелектуальної підтримки прийняття рішень, практичної реалізації складних алгоритмів керування об'єктом, реалізація яких раніше була просто неможливою або вимагала застосовувати досить складні технічні рішення.

По-п'яте, впровадження мікропроцесорної техніки створює реальні умови для побудови корпоративних систем керування, які дають можливість за рахунок широкого використання різноманітних польових шин, локальних та корпоративних мереж вирішувати завдання координації як керування технологічними комплексами, так і виробництвом в цілому.

Широке впровадження у системи автоматизації виробництва мікропроцесорної техніки і комп'ютерно-інтегрованих технологій вимагає відповідної підготовки фахівців у галузі автоматизації.

1. Розроблення алгоритмічної структури (схеми керування)

Алгоритмічна структура алгоритму керування складається для кращого розуміння алгоритму управління, систематизації і структурування обробки інформації, а також вироблення необхідної послідовності керуючих дій для забезпечення нормального функціонування об'єкта. Алгоритмічна структура алгоритму керування є універсальним носієм інформації і не залежить від контролера, на якому цей алгоритм буде реалізований.

Оскільки даний технологічний процес є неперервним,тому доцільно провести розробку схеми керування технологічним об'єктом. Як бачимо в схемі АСК тепловим режимом трубчатої печі суміщені дві схеми регулювання температури вихідного продукту за витратою палива, які вибираються при допомозі щитового перемикача ЩП на два положення (контур 1 або контур 2). В першому контурі, сигнал з давача температури виходу (t=450°С )іде на регулятор температури РТ1. Також на цей регулятор поступає сигнал по температурі димових газів (tг=700°С) , що пройшов блок диференціювання Дф. Сигнал з давача температури виходу (t=450°С ) також надходить на коректуючий регулятор РТ1, який в свою чергу формує завдання для регулятора температури РТ2 димових газів. До РТ2 ще надходить сигнал по температурі димових газів (tг=700°С). Виходи обох контурів можуть подаватися на виконавчий механізм регулюючого клапана Кл1 на лінії подачі палива в залежності від положення щитового вимикача ЩП. Подачу повітря(степінь відкриття заслінки) регулюємо ручним за датчиком через контролер.

Схема керування технологічним об'єктом наведена на рис.1.1



Рис.1.1 - Схема керування технологічним об'єктом

2. Вибір конфігурації контролера і схем підключення

2.1 Вибір технічних засобів автоматизації

Вибір технічних засобів будемо здійснювати на основі структурної схеми автоматизації трубчатої печі. Усі регулятори реалізуємо програмно на мікропроцесорному контролері МІК-51.

Мікропроцесорний контролер МІК-51

МІК-51 - це компактний малоканальний багатофункціональний мікропроцесорний контролер, призначений для автоматичного регулювання та логічного управління технологічними процесами. Він призначений для застосування в електротехнічній, енергетичній, хімічній, металургійній, харчовій, цементній, скляній та інших галузях промисловості.

Архітектура контролера забезпечує можливість вручну або автоматично включати, відключати, перемикати і реконфігурувати контури регулювання, причому всі ці операції виконуються безударно незалежно від складності структури управління. У поєднанні з обробкою аналогових сигналів контролер МІК-51 дозволяє виконувати також логічні перетворення сигналів і виробляти не тільки аналогові або імпульсні, але і дискретні команди управління. Логічні функціональні блоки формують логічну програму крокового управління із завданням контрольного часу на кожному кроці. У поєднанні з обробкою дискретних сигналів контролер дозволяє виконувати також різноманітні функціональні перетворення аналогових сигналів і виробляти не тільки дискретні, але і аналогові керуючі сигнали.

МІК-51 містить засоби оперативного управління, розташовані на лицьовій панелі (рис. 1.1) контролера. Ці засоби дозволяють вручну змінювати режими роботи, встановлювати завдання, управляти ходом виконання програми, вручну управляти виконавчими пристроями, контролювати сигнали і показувати помилки.

Стандартні аналогові і дискретні датчики і виконавчі пристрої підключаються до контролера МІК-51 за допомогою індивідуальних кабельних зв'язків. Усередині контролера сигнали обробляються в цифровій формі.

Рис. 2.1 - Загальний вигляд контролера МІК - 51

Всі зовнішні ланцюги, крім ланцюгів електроживлення, підключаються до контролера за допомогою клемно-бл очних з'єднувачів КБЗ. Клемно-блочні з'єднувачі підключаються до контролера через роз'єм розташований на задній стінці приладу. Всі зовнішні ланцюги підключаються до контролера МІК-51 через 3 роз'єми розташованих на задній стінці приладу.

Клемно-блочні з'єднувачі призначені для монтажу на рейку DIN35x7, 5 EN50022.

Схема підключення контролера МІК-51 залежить від модифікації клемно- блочного з'єднувача.



Рис. 2.2 - Клемно-блочний з'єднувач КБЗ - 29 - 01

Контролер МІК-51 являє собою комплекс технічних засобів. До його складу входить центральний мікропроцесорний блок контролера, клемно- блочний з'єднувач та...