Проектирование автоматизированной системы управления технологическим процессом деаэрации химически очищенной воды

Еще одной важной особенностью программируемого логического контроллера является то, что контроллер можно связать с другими частями системы автоматизации такими как средства человеко-машинного интерфейса, такими панели оператора, а также встроить в систему автоматизации предприятия.Рис. 2.7 – Работа программируемого логического контроллера в составе АСУ ТП предприятияИз рисунка 2.7 видно что программируемый логический контроллер (ПЛК) выступает в качестве звена среднего уровня автоматизации, принимая сигналы от начальных преобразователей НП, и выдавая управляющие сигналы на исполнительные механизмы ИП.При помощи промышленной сети контроллер связан с верхним уровнем АСУ ТП при помощи промышленных сетей, в качестве которых могут быть использованы сети Modbus, Ethernetи другие промышленные сети.Для организации автоматизированной системы управления технологическим процессом деаэрации химически очищенной воды необходим программируемый логический контроллер, имеющий не менее трех дискретных входов и выходов. В качестве такого программируемого логического контроллера можно выбрать контроллер ПЛК 154 от компании ОВЕН [4].Контроллер ПЛК 154 имеет в своем составе 4 дискретных входа, и 4 дискретных выхода.Рис. 2.8 – Контроллер ПЛК 154Как видно из рисунка 2.8 контроллер имеет дискретные входы DI, и аналоговые воды AI, а также дискретные выходы DO, и аналоговые выходы AO. Питание контроллера осуществляется напряжением 220 В. Контроллер является универсальным и может применяться в различных системах автоматизации технологических процессов.Схема подключения датчиков к контроллеру выглядит следующим образом. Рис. 2.9 – Схема подключения программируемого логического контроллера ПЛК 154Как видно из данной схемы подключения питание контроллера осуществляется от сети переменного тока 220 В. Дискретные выходы выполнены в качестве реле, два из которых переключающие.В качестве интерфейсов контроллер имеет возможность работы в сетях Modbusпо интерфейсу RS-485 и в сетях Ethernet, при помощи которых можно подключать панели оператора или встраивать ПЛК в системы АСУ ТП предприятия. Программируемый логический контроллер имеет дискретные входы, к которым могут подключаться дискретные датчики или кнопки. Также имеет универсальные дискретные входы, к которым могут подключаться датчики различных типов.Программируемый логический контроллер ПЛК 154 имеет следующие технические характеристики.Таблица 6 – Технические характеристики ПЛК 154НаименованиеЗначениеДискретные входы4Дискретные выходы4 (реле)Аналоговые входы4Аналоговые выходы4ПроцессорARM 9ОЗУ 8 МбФлеш-память 4 МбRetain-память (EEPROM)16 КбайтВремя цикла Минимальное 250 мкс, типовое от 1 мсИсполнениеКрепление на DIN-рейкуНапряжение питания 90..264 ВПотребляемая мощность15 ВАСтепень защитыIP20Класс точности0,5%ИнтерфейсыRS-485, Ethernet 100 Base-T, RS-232Для отображения и регистрации параметров автоматизированной системы управления технологическим процессом деаэрации химически очищенной воды удобно применить панель оператора, благодаря которой можно отслеживать текущие значения параметров технологического процесса. Также при помощи панели оператора можно организовать регистрацию и архивирование технологических параметров работы деаэратора. Также панель оператора позволяет вести учет событий и аварийных ситуаций.В качестве панели оператора выберем панель ОВЕН СП310-Р [4], которая представлена на следующем рисунке.Рис. 2.10 – Панель оператора ОВЕН СП310-РИндекс Р в названии панели указывает на то, что панель имеет расширенные функции. Одна из таких функций - регистрация параметров и ведение архивов как во внутренней памяти панели так и на внешнем USB-накопителе.Устройства, которые подключаются к панели оператора должны иметь интерфейс RS-485 по которому будут передавать параметры в панель, выбранный ранее контроллер ПЛК 154 имеет такой интерфейс. Панель настраивается на прем данных переменных, которые может отображать на экране, а также вести архив по переменным с контроллеров, измерителей или датчиков. Также с данной панели управления может быть организовано управление и программирование уставок технологических параметров таких как уровень воды в баке-аккумуляторе, температура воды и давление в деаэраторе.Таблица 7 – Технические характеристики СП310РНаименованиеЗначениеПроцессорAT91SAM9G35Частота, МГц400Объем флеш-памяти, Мб128Объем операративной памяти, Мб128Тип дисплеяTFTДиагональ10’’ПодсветкаСветодиоднаяРазрешение800x480ПортыCOM, Ethenen, USBВозможность записи архивовUSB, внутренняя памятьНапряжение питания, В24 Потребляемая мощность, Вт7Род токаПостоянныйИсполнениеЩитовоеСтепень защитыIP65ЗАКЛЮЧЕНИЕВ результате выполненной работы был была разработана автоматизированная система управления технологическим процессом деаэрации химически очищенной воды система.Вначале был проведен анализ технического процесса, в результате которого были опеределены регулируемые параметры. По полученным данным построены упрощенная и полная схемы автоматизации.Произведен выбор датчиков по необходимым техническим условиям, все датчики имеют выход с унифицированным сигналом 4..20 mA.Произведен выбор исполнительных механизмов, в качестве которых были выбраны клапаны КПСР с электрическим приводом с аналоговым управлением SAUTER.Произведен выбор программируемого логического контроллера, в качестве которого был взят контроллер ПЛК154, имеющий в своем составе аналоговые входы и выходы.Для регистрации технологических параметров применена панель оператора ОВЕН СП310-Р с возможностью отображения и архивирования полученных данных, которые будут записываться на flash-накопитель.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫЕмельянов А. И., Капник О. В. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие по содержанию и оформлению проектов - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 400 с.ГОСТ 21.408-2013 Система проектной документации для строительства. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах.Емельянов А. И., Капник О. В. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие по содержанию и оформлению проектов - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 400 с. Контрольно-измерительные приборыпроизводства ОВЕН: URL: http://www.owen.ru/Промышленная группа Метран URL: http://www.emerson.ru Клюев, А. С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский. - М.: Энергия, 2015. - 512 c.Иващенко, Н. Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем / Н.Н. Иващенко. - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной и судостроительной литературы, 2015. - 630 c.