Программируемые контролеры для решения задач по автоматизации
Некоммерческое
акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра
"Электропривод и автоматизация промышленных установок"
РАСЧЕТНО
ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1
на
тему: «Программируемые контролеры для решения задач по автоматизации»
Факультет 5B071800
Электроэнергетика
Выполнил Касымов К. Ш.
Группа ЭАТ-12-3
Руководитель доц.
Алексеев С. Б.
Алматы
2015
Содержание
Введение
. Классификация ПЛК и их назначение
. ПЛК 150 компании ОВЕН
. Примеры автоматизации
Вывод
Список используемой литературы
Введение
Раньше инженеры-электрики
проектировали свое оборудование, опираясь на имеющиеся дискретные устройства,
выпускаемые промышленностью. Это реле, таймеры, кнопки управления двигателями и
еще небольшой перечень устройств, которые были доступны.
Прошло несколько десятилетий, и
практика работы с отдельными электротехническими компонентами практически
прекратилась рынок заполнили универсальные устройства, которые могут выполнить
любые функции управления и контроля - ПЛК. Для того чтоб разобраться в
особенностях и возможностях программируемых контроллеров, рассмотрим их
классификацию.
Программируемый контроллер -
электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного
(компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации
технологических процессов. В качестве основного режима работы ПЛК выступает его
длительное автономное использование, зачастую в неблагоприятных условиях
окружающей среды, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства
человека. В системах управления технологическими объектами логические команды,
как правило, преобладают над арифметическими операциями над числами с плавающей
точкой, что позволяет при сравнительной простоте микроконтроллера (шины шириной
8 или 16 разрядов), получить мощные системы, действующие в режиме реального
времени. В современных ПЛК числовые операции в языках их программирования
реализуются наравне с логическими. Все языки программирования ПЛК имеют лёгкий
доступ к манипулированию битами в машинных словах, в отличие от большинства
высокоуровневых языков программирования современных компьютеров.
Программируемые контроллеры бывают
универсальные и специализированные. К специализированным контроллерам можно
отнести изделия, ориентированные, например, на компенсацию перетоков реактивной
электрической энергии.
Количество входных сигналов и их
назначение определены «прошивкой» памяти контроллера и его схемой. Реакция
определена логикой управления и количеством выходных исполнительных сигналов.
Примерами подобных изделий могут служить контроллеры DCRK итальянской фирмы
Lovato Electric или регуляторы реактивной мощности серии NOVAR чешской фирмы
ZEZ Silko. Еще большая специализация микропроцессорных контроллеров наблюдается
в«интеллектуальных» контроллерах для управления асинхронными двигателями: там
все функции контроля, управления, реакции на аварийные ситуации сосредоточены в
простейшем чипе, который выдает исполнительные сигналы на силовые элементы
схемы.
В противоположность специализированным
программируемым контроллерам, универсальные ПЛК можно применить для решения
разнообразного круга задач управления и контроля. Обычно, описывая контроллеры,
обращают внимание на программируемость, возможности замены любого из дискретных
устройств. Все это справедливо. Но главным достоинством ПЛК является
возможность выполнения логических операций, связанных с условными переходами в
алгоритме управления внешними устройствами.
В свое время для этих целей
промышленность Советского Союза выпускала серии модулей «Логика-Т» и
«Логика-И». Те, кто был связан с проектированием или эксплуатацией
оборудования, в котором они применялись, помнят шкафы, плотно набитые модулями
и жгуты связывающих их проводов.
В современных ПЛК все это
реализовано в одном корпусе в виде программных логических блоков, количество
которых может достигать несколько сотен. Поэтому ПЛК в первую очередь заменяет
всю серию старых модулей, выполняя при этом многие функции исполнительных
внешних устройств.
Но в технике за все необходимо
платить. Универсальность контроллеров требует избыточности возможностей,
заложенных в них, т.к. заранее невозможно предугадать, какие из функций
потребуются потребителю. Попытки использовать возможности отдельного
контроллера «по максимуму» приводит к необходимости приобретения модулей
расширения, дополнительных блоков питания, коммуникационных модулей и т.д.
Подобные системы получаются громоздкими и дорогими.
Использование ПЛК в простейших
схемах управления неоправданно в силу их высокой стоимости. Какой смысл
использовать ПЛК в качестве обычного промежуточного реле или реле времени? Хотя
некоторые специалисты утверждают, что при числе коммутирующих устройств больше
двух уже целесообразно применять контроллер. Но и здесь необходимо разбираться:
если необходимости логической обработки сигналов нет, то нет смысла «стрелять
из пушки по воробьям». Нужно учитывать, что даже самые простые и популярные
ПЛК, такие как серия LOGO фирмы Siemens, Zelio Logic фирмы Schneider Electric
или семейство Pico фирмы Rockwell разрабатывались и выпускаются для
промышленного применения. Обладая очень высокой надежностью, они ориентированы
на решение самых простых задач автоматизации, в идеале на управление отдельными
электроустановками. При этом требуются определенные знания, как в
программировании, так и инсталляции.
ПЛК для домашней автоматизации.
К счастью, в последнее время
появились наборы интеллектуальных устройств, предназначенных исключительно для
домашней автоматизации. Обладая, возможно, меньшей по сравнению с ПЛК надежностью,
они больше ориентированы на решение задач управления домашними электроприборами
и просты в монтаже. Поэтому, решив заняться автоматизацией домашних устройств
на основе одной из серий ПЛК, нужно быть готовым к решению задачи прокладки
линий связи в домашних условиях. Потребуется приобретение датчиков со
стандартными выходными сигналами, совместимыми с контроллерами и освоение
одного из языков программирования, на котором вы сможете «объяснить»
универсальному контроллеру, что вы от него хотите.
. ПЛК 150 компании ОВЕН
Первая линейка контроллеров,
выпущенная компанией ОВЕН. Основное применение контроллеров: построение
распределенных систем управления и диспетчеризации, причем как на базе
проводных, так и беспроводных средств.
Основные отрасли, в которых
контроллеры нашли применение:
производство и модернизация
автоматики котельных;
управление малыми станками и
механизмами;
климатическое оборудование;
торговое оборудование;
пищеперерабатывающие и упаковочные
аппараты;
системы HVAC, водоканалы, ИТП, ЦТП;
строительное производство;
системы сбора данных и
диспетчеризации.
По электромагнитной совместимости
контроллеры соответствуют критерию А по соответствующим ГОСТ-ам, что
подтверждено неоднократными испытаниями изделия. Контроллеры не содержат
операционной системы (платформа Embedded), что повышает их отказоустойчивость.
Изначально в контроллеры данной
линейки заложены мощные аппаратные ресурсы, Мощный процессор и достаточно
большое количество памяти, как ОЗУ, так и ПЗУ (Flash). Программирование
контроллеров осуществляется в профессиональной, распространенной, и совершенно
бесплатной для покупателей ОВЕН среде CoDeSys v.2.3.x. Ознакомиться с системой
CoDeSys, а так же скачать документацию по работе в системе можно на нашем
сайте.
Особенностью контроллеров является
небольшое количество точек ввода\вывода и расширенным количеством интерфейсов
на борту. Каждый контроллер имеет порт Ethernet и от 2 до 3 последовательных
портов RS232(RS485) в зависимости от модели. Помимо поддержки самых
распространенных протоколов обмена ModBus (RTU, ASCII), ОВЕН, DCon поддержана
возможность работы напрямую с портами контроллера, что позволяет подключать
внешние устройства устройства с нестандартными протоколами. Контроллер имеет
встроенные часы, что позволяет создавать системы управления с учетом реального
времени. Встроенный аккумулятор, позволяющий организовать ряд дополнительных
сервисных функций: возможность кратковременного пережидания пропадания питания,
перевод выходных элементов в безопасное состояние. Наличие Flash памяти
позволяет организовывать архивирование данных на самом ПЛК. Для организации
обмена с верхним уровнем предоставляются бесплатные OPC драйвера OPC драйвер
Gateway (от CoDeSys) и OPC драйвер ModBus (от ОВЕН).
Рисунок 2.1 Схема подключения ПЛК
150
Рисунок 2.2 Схема подключения МДВВ
3. Примеры автоматизации
промышленных систем
Рисунок 3.1 Применение СПК207 в
котельных установках
Рисунок 3.2 Применение ПЛК154 в
вентиляции помещении развернутый вид
Рисунок 3.3 Применение ПЛК154 в
вентиляции помещения
Рисунок 3.4 Готовое решение по
автоматизации
Вывод
логический программируемый контролер
автоматизация
Использование ПЛК в системах
автоматизации облегчает работу по управлению устройствами. ПЛК может полностью
заменить различные реле и при этом это не займет много места и это более
прибыльно. Так же если нам необходимо что то доработать или полностью заменить
схему, нам всего лишь нужно вбить нужные данные в контролер.
Список используемой литературы
2. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. - М.:
Энергоатомиздат, 1985.
. Алексеев С. Б. Микропроцессорные средства и системы.
Методические указания к выполнению лабораторных работ всех форм обучения
специальности 050718 - Электроэнергетика. - Алматы: АИЭС, 2005