Проектирование АСУТП развальцовки (стр. 9 из 9)
Модули ввода обеспечивают сбор и первичную обработку информации от датчиков и ее передачу на программируемый логический контроллер. Модули вывода осуществляют преобразование цифрового сигнала в дискретный (включено/выключено).
8 Разработка структурной схемы АСУТП развальцовки
С точки зрения архитектуры построения, комплекс представляет собой структурированную систему, состоящую из унифицированных модулей, базирующихся на принципах сетевых технологий.
Основным элементов АСУТП является программируемый логический контроллер Decont-182. К нему с помощью интерфейса RS-485 подключены модули ввода/вывода. Контроллер имеет несколько портов интерфейса RS-485: В, С и D. Причем, порты C и D не входят в базовую комплектацию и расположены на плате расширения Z-2xRS-485.
Рисунок 8 – Структура локальной сети
На рисунке 7.1. показана структура локальной сети. К порту A контроллера Decont-182 подключен персональный компьютер типа IBMPC. Для этого используется сетевой адаптер PC-I-RS485.
Пост 1 и пост 2 соединены в единую сеть, также в эту сеть соединен контроллер Decont-182 (порт B). Принцип соединения других постов такой же. Таким образом, протяженность одной сети составляет 2400 м, что вполне согласуется со стандартом на сети с интерфейсом RS-485 [6, стр.56].
Для подключения датчиков и исполнительных механизмов используем следующие модули ввода/вывода:
1) DIN16C-24 – для ввода дискретных сигналов от датчика угла поворота и панели управления;
2) DOUT8-R07 – для вывода дискретного сигнала на привод;
3) R3IN6-50 – для измерения сопротивления термометра сопротивления;
В качестве блоков питания будем использовать следующие блоки:
1) PWS24V1A (24В) – для питания контроллера Decont-182;
2) PWS24V1A (24В) – для питания модулей ввода/вывода;
3) PWS24V1A(24В) – для питания датчиков, исполнительных механизмов и панелей оператора;
4) PWS5V5A (5В) – для питания датчика крутящего момента
9 Разработка электрической принципиальной АСУТП развальцовки
На основании рассмотренного материала и расчета разработаем схему электрическую принципиальную АСУТП развальцовки.
Так как на одну клемму может быть заведено не более 2 проводов, то в схему необходимо добавить клеммный блок (A5). Ввиду того, что модули ЛУСО будут расположены рядом друг с другом, то достаточно будет соединить один модуль с другим. В случае датчиков, исполнительных механизмов и панелей оператора (ввиду их удаленности друг от друга) придется использовать клеммник. Будем использовать клеммник K16-20.
Каждый датчик или устройство подключается к блокам питания или ЛУСО с помощью разъемов. Это позволяет производить замену датчика не трогая кабели.
Чтобы гальванически разделить микропроцессорные средства и аналоговые/дискретные устройства необходимо использовать разные блоки питания. Поэтому для питания контроллера будем использовать БУ1 PWS24V1A (24В); для модулей ввода/вывода – БУ2 PWS24V1A (24В); для датчика крутящего момента – БУ3 PWS5V5A (5В); для датчиков и исполнительных механизмов – БУ4 PWS24V1A (24В).
10 Техническое описание АСУТП развальцовки
АСУТП предназначена для крепления труб в трубных решетках теплообменных аппаратов трехроликовой вальцовкой. При этом достигается повышение качества и производительности по сравнению с неавтоматизированным производством, а также достигается больший ресурс вальцовочных соединений и инструмента.
В состав АСУТП входит 5 постов развальцовки удаленных на 300 метров. Разработанная система включает в себя датчик крутящего момента, датчик угла поворота, 3 датчика температуры, а также микропроцессорную систему, состоящую из модулей ввода/вывода, контроллера, интерфейсной платы и персонального компьютера типа IBMPC. Также в составе АСУТП имеется привод вальцовочного оборудования, панель индикации, управления и коммутации режимов.
Модули постов взаимодействуют между контроллером по интерфейсу RS-485.
Панель коммутации позволяет переключаться между автоматическим и ручным режимами. В автоматическом режиме технологический процесс осуществляется под управлением микропроцессорной системы. В ручном режиме перемещением вальцовки управляет оператор (кнопки «Вперед» и «Назад»). Кнопка «Стоп» на панели управления позволяет остановить привод вальцовки в случае возникновения аварийных или иных ситуаций.
Панель индикации позволяет наблюдать режимы работы АСУТП и команды, отрабатываемые приводом вальцовки как в ручном, так и автоматическом режимах управления.
Датчик крутящего момента реализован на тензометрическом преобразователе. Датчик угла поворота – на фотоимпульсном преобразователе.
Для осуществления процесса вальцовки оператор включает автоматический режим (кнопка S1, панель коммутации режимов), при этом срабатывает реле K1 и К2 на панели коммутации и выходы/входы датчиков соединяются с модулями ЛУСО, на панели индикации загорается светодиод VD4 («АСУТП»).
При включении ручного режима (кнопка S2 панели коммутации), происходит отключение всех цепей датчиков от модулей ЛУСО. В этом режиме можно производить замену датчиков или модулей ЛУСО.
Список использованной литературы
1. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие / Под ред. Р. А. Макарова. М.:Машиностроение, 1975.
2. Данилин, В.Я. Создание АСУТП в отраслях промышленности. Часть I. Основные положения создания АСУТП: учеб. пособ./ ВолгГТУ, Волгоград, 2001.
3. Светодиоды обычной яркости, отечественные. Технические характеристики [Электронный ресурс]. – [2005].– Режим доступа:http://www.amplepro.ru/rr.shtml?page=catalog&pcod=0300000000000000&manuf_id=52
4. Коммутационное оборудование [Электронный ресурс]. – [2005]. – Режим доступа: http://www.emko.ru/rele/rele_391.html
5. Термопреобразователи сопротивления ТСМ и ТСП Метран-200. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. – [2004].– Режим доступа: http://www.metran.ru/rukovodstva/m200.pdf
6. Асинхронные электродвигатели [Электронный ресурс]. – [2006].– Режим доступа: http://www.vemp.ru/files/Asinxronn_elektrodvigateli.pdf
7. Информационный, измерительный и управляющий комплекс Decont. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. – [2005].– Режим доступа: http://www.dep.ru
8. Микроконтроллеры общего назначения для встраиваемых приложений производства ATMELCorp [Электронный ресурс]. – [2006].– Режим доступа: http://atmel.ru/Articles/ all.html
9. Программируемые контроллеры SIMATICS7-200[Электронный ресурс]. – [2006].– Режим доступа: http://www.automation-drives.ru/as/products/microsystems/index.php
10. Программируемые контроллеры SIMATICS7-300[Электронный ресурс]. – [2006].– Режим доступа: http://www.automationdrives.ru/as/products/simatic_s7/s7_300/index.php
11. ADAM-5000 Series: User's manual [Электронный ресурс]. – [2004].– Режим доступа: URL http://taiwan.advantech.com.tw/unzipfunc/Unzip/5000485%207th.pdf
12. Саргсян, А.Е. Сопротивление материалов, теории упругости и пластичности. Основы теории с примерами расчетов. Учебник /А.Е. Саргсян -М изд-во АСВ, 1998. - 240 с.
13. Преобразователи угловых перемещений ЛИР-112А. Технические условия[Электронный ресурс]. – [2005].– Режим доступа: http://www.skbis.ru/lib.php
14. Пускатели электромагнитные ПМН 12-025 [Электронный ресурс]. – [2005]. – Режим доступа: http://www.emko.ru/puskat/pm12_25.html
15. Схемы подключения термопреобразователей сопротивления [Электронный ресурс]. – [2005]. – Режим доступа: http://asp.tstu.ru/tfs/new/2/param.htm
16. http://www.metran.ru/rukovodstva/m200.pdf