Розробка прикладного програмного забезпечення для реалізації заданого алгоритму управління для мікропроцесорних промислових контролерів (МПК): Ломіконт, Реміконт-130 та Modicon TSX Premium

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний університет харчових технологій

Кафедра автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій

Розрахунково - пояснювальна записка

до курсового проекту з дисципліни

„Контролери та їх програмне забезпечення”

на тему „Розробка прикладного програмного забезпечення для реалізації заданого алгоритму управління для мікропроцесорних промислових контролерів (МПК): Ломіконт, Реміконт-130 та Modicon TSX Premium”

Київ 2008

Зміст

Вступ

Технологічна схема об'єкта управління зі вказаними входами та виходами згідно програмної реалізації

Блок-схема алгоритму управління

Таблиця змінних

Розробка алгоритму управління

Вибір конфігурації МПК:

Ломіконт

Реміконт-130

Схема підключення датчиків і виконавчих механізмів до МПК

Ломіконт

Реміконт-130

Розробка прикладної програми:

Ломіконт

Реміконт-130

Для МПК фірми Schneider Electric:

Вікна конфігурування процесорного модуля та вхідних і вихідних модулів

Схеми підключення датчиків та виконавчих механізмів до МПК

Розробка прикладної програми на мові ST

Висновок

Інформаційні джерела

програмний алгоритм контролер прикладний

Вступ

Сучасний стан розвитку систем управління характеризується широким впровадженням управляючої мікропроцесорної техніки та комп'ютерно - інтегрованих систем управління, які приходять на зміну традиційним локальним засобам автоматизації.

При побудові автоматизованих систем управліннятехнологічними процесами (АСУТП) на базі мікропроцесорних промислових контролерівзмінюється сама ідеологія побудови системи управління. Центральною частиною системи є мікропроцесорний управляючий пристрій до якого підключаються датчики та виконавчі механізми.

Алгоритм управління об'єктом реалізується програмним шляхом, це дає можливість швидкої адаптації системи управління та його корегування ( у разі необхідності). При змінах у алгоритмі управління необхідно лише ввести зміни у програмі.

Виділяють такі групи технічних засобів, на базі яких будуються мікропроцесорні системи управління. До них відносяться: датчики, виконавчі механізми, мікропроцесорні контролери, АРМ (автоматизоване робоче місце) оператора-технолога.

Поява промислових мікропроцесорних контролерів пов'язана з автоматизацією дискретних процесів і необхідністю заміни традиційних систем керування, які будувались на базі релейно-контактних або безконтактних логічних схем керування, що працювали з жорсткою логікою.

Це і зумовило їх загальну назву - програмований логічний контролер (ПЛК).

ПЛК - це спеціалізований мікропроцесорний пристрій, який призначений для керування виробничими процесами в умовах промислового середовища у реальному масштабі часу, програмування якого підсилу неспеціалісту в галузі інформатики.

Основною відмінністю ПЛК від інших мікропроцесорних пристроїв є те, що вони працюють з інформацією, яка поступає від реальних фізичних пристроїв (датчиків) і керує реальними фізичними виконавчими механізмами.

Основні риси ПЛК:

Наявність „технологічних” мов програмування, які максимально наближені до потреб кінцевого користувача і значно спрощують програмування.

Блочно-модульний принцип побудови ПЛК дає можливість за рахунок використання різноманітних модулів входу-виходу оптимізувати технічну структуру ПЛК для керування конкретним об'єктом.

Призначення ПЛК для використання у промислових умовах ставить жорсткі вимоги до надійності ПЛК та захищеності його від впливу різноманітних електромагнітних, температурних, вібраційних, кліматичних перешкод.

Наявність широко розвиненої системи самодіагностики та тестування, за допомогою яких можна швидко визначити та усунути несправність.

Для забезпечення роботи ПЛК у складі розподіленої АСУТП передбачена можливість організації обміну інформацією між окремими ПЛК та передачі технологічної інформації у системи організаційно-економічного управління.

Технологічна схема об'єкта управління зі вказаними входами та виходами згідно програмної реалізації.

Спрощена схема автоматизації

Блок-схема алгоритму управління

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблиця змінних

Позначення	Адреси входів та виходів на МПК
	Ломіконт	Реміконт Р-130	TSX
Пуск	ВД003	ВД04(ВДБ)	%I1.3
Клапан 1	ДВ000	ДВ01(ДВБ)	%Q2.1
Клапан 2	ДВ003	ДВ04(ДВБ)	%Q2.4
Клапан 3	АВ001	АВ01(АВА)	%QW4.1
Клапан 4	ДВ005	ДВ06(ДВБ)	%Q2.6
Клапан 5	ДВ001	ДВ02(ДВБ)	%Q2.2
Нижній рівень	ВД002	ВД03(ВДБ)	%I1.2
Верхній рівень	ВД001	ВД02(ВДБ)	%I1.1
Двигун 1	ДВ002	ДВ03(ДВБ)	%Q2.3
Двигун 2	ДВ004	ДВ05(ДВБ)	%Q2.5
Датчик температури	ВА001	ВА01(ВАА)	%IW3.1
Аварійна зупинка двигуна	ВД000	ВД01(ВДБ)	%I1.0

Розробка алгоритму управління

Вибір конфігурації МПК

Ломіконт

Мікропроцесорний контролер Ломіконт - мікропроцесорний пристрій, архітектура якого оптимізована для розв'язання задач автоматичного керування різноманітними технологічними процесами. Він може працювати як у складі великої розподіленої АСУТП, так і як автономний технічний засіб і призначений для розв'язання широкого кола задач керування в різних галузях промисловості.

Ломіконт побудований за блоково-модульним принципом, і його конфігурування полягає у виборі модулів згідно із кількістю вхідних та вихідних дискретних і аналогових сигналів.

До базового комплекту контролера входять модулі, без яких він не може функціонувати, а саме: процесор ПРЦ5, постійний запам'ятовуючий пристрій ПЗУ2, модуль керування і сигналізації МУС2, модулі оперативної пам'яті ОЗУ4.4 та ОЗУ4.7. До модулів входу-виходу належать: модуль АЦП16 (на 16 аналогових входів, поєднує в собі один модуль АЦП2 та два модулі РГ12), модуль ЦАП4 (розрахований на 4 гальванічно розділених аналогових вихода), ДЦП2 (має 16 дискретних входи) та ЦДП2( має 16 дискретних виходів).

Реміконт - 130

Мікропроцесорний контролер Р-130 - компактний малоканальний багатофункціональний контролер, призначений для автоматичного регулювання та логічного керування технологічними процесами.

Регулююча модель Р-130 дає можливість створювати до чотирьох незалежних контурів регулювання, кожен з яких може бути локальним чи каскадним, з аналоговим чи імпульсним виходом, із ручним або програмним задатчиком.

Конструктивно контролер складається з чотирьох плат, дві з яких є модулями входів-виходів. Типів плат всього сім і кожна має свій умовний номер. Модифікація контролера показує, які саме плати входять до складу контролера.

Виходячи з завдання на курсовий проект (схема об'єкта управління), обираємо контролер Реміконт-130 15-ї модифікації, що передбачає 8 аналогових входи, 2 аналогових виходи, 8 дискретних входи та 8 дискретних виходи.

Схема підключення датчиків та виконавчих механізмів до МПК

Діапазон уніфікованого електричного сигналу від аналогового датчика температури 4-20мА.

Підключення до контролера Ломіконт

Підключення аналогового вхідного сигналу здійснюється за допомогою модуля АЦП16, на лицьовій панелі якого розташовані чотири розніми, до кожного з яких можна під'єднати по чотири входи. Настроїти даний модуль на необхідний діапазон вхідного сигналу можна за допомогою перемичок, що розміщенні на ньому. Схема підключення до АЦП16 наведена на рис.1.

Модуль ЦАП4 призначений для цифро-аналогового перетворення і гальванічного розподілу аналогових вихідних сигналів. Настроювання модуля на роботу з половиною групи аналогових виходів виконується за допомогою перемичок на модулі. Схема підключення наведена на рис.2.

При підключення дискретних входів використовується модуль ДЦП2, який перетворює у цифрову форму дві групи (по 8 входів) дискретних входів. Настроювання модуля на роботу з відповідною парою груп виконується за допомогою спеціальної перемички на модулі. Вхідні сигнали під'єднуються до клемних колодок та через клемно-модульний з'єднувач під'єднуються до модуля через розніми, які розташовані на лицьовій панелі. Схема підключення наведена на рис.3.

Модуль ЦДП2 слугує для перетворення дискретних сигналів цифрової форми на дискретні виходи. До модуля можна під'єднати дві групи по 8 каналів, номери яких визначаються перемичкою на модулі. До рознімів на лицьовій панелі, через КМС, під'єднуються клемні колодки, до яких - дискретні вихідні сигнали. Схема підключення наведена на рис.4.

Рис.1. Схема підключення датчика температури

Рис.2. Схема підключення виконавчого механізму

Рис.3. Схема підключення дискретних вхідних сигналів.

Рис.4. Схема підключення дискретних вихідних сигналів

Підключення до контролера Реміконт-130

Для під'єднання термопари використовується блок БУТ-20, який також виконує фуекції нормувальних перетворювачів для різних типів термопар, має два незалежних канали для підключення двох термопар. До блока термопара під'єднується „під гвинт”, а вихідний уніфікований сигнал знімається з розніму, до якого під'єднаний клемно-блоковий з'єднувач КБС-21. Для під'єднання цього сигналу до контролера використовують клемно-блоковий з'єднувач КБС23 та КБС22.

Аналогові входи та виходи підключені до розніму А, дискретні - до розніму Б. Схема підключення наведена на рис.5.

Рис.5. Схема підключення датчиків та виконавчих механізмів до Р-130

Розробка прикладної програми

Ломіконт

Нижче наведений текст програмної реалізації алгоритму управління на мові Мікрол.

/СК 000

00 О ДВ000

01 О ДВ001

02 О ДВ003 В даній секції перед початком роботи

04 О ДВ004 виключаються всі двигуни та закриваються всі клапани

05 О ДВ005

06 ОДВ002

07 АВ001

=+0000

10 ТМ00

=00.00.00

11 О КС000

12 В КС001

/СК 001

00 Е В ВД003 Якщо натиснута кнопка Пуск та апарат порожній,

01 Е О ВД002 відкриваємо клапан1, якщо спрацювали нижній та

02 Е О ВД001 верхній сигналізатори рівня, клапан1 закривається, а

03 Т В ДВ000 клапан3 відкривається на 50%

04 Е В ВД002

05 Е В ВД001

06 Т О ДВ000

07 Т АВ001

=+0500

10 Т О КС001

11 Т В КС002

/СК 002

00 Е ВА001

=+0750

01 АВ001=

+0000

02 Т В ТМ00 Якщо значення температури досягло 150°C

03 Е ТМ00 включається таймер на 5хв

=00.05.00

04 Т О КС002

05 Т В КС003

/СК 003

00 О ТМ00 По закінченню витримки у 5хв відкриваються

01 ТМ00 клапани2 та 4, включаються двигуни1 та 2 і

=00.00.00

02 В ДВ002 починається сушка при температурі 175°C.

03 ВДВ003 Підтримка температури здійснюється за допомогою

04 В ДВ004 клапана3

05 В ДВ005

06 АВ021

=+ВА01

-0875

07 АЛГ 001

1.ВХОД=+АВ100

2.ВЫХОД=+АВ101

3.КПРП=1

4.АПК=+0000

5.КАПК=1.0

6.ТИНТ=00.01.00

7.АПТ=+0000

8.КАПТ=1.0

9.КЛБЛ=ВКЛ

10.ТБЛ=00.01.00

11.ЗОНА=+0000

12.МИН=+0000

13.МАКС=+1000

10 Е О ВД000 При аварійній зупинці двигуна1 перейти до

11 Т О КС003 секції4

12 Т В КС004

13 Е В ВД000

14 Т О КС003

15 Т В КС005

/СК004

00 О ДВ004

01 О ДВ003 Закриваються клапани2,3 та 4, відключається

02 О ДВ005 двигун2 та включається клапан5

03 АВ001

=+0000

04 В ДВ001

05 Е О ВД002 Злив продовжується поки не виключиться

06 Т О ДВ001 сигналізатор нижнього рівня

07 Т О КС004

10 Т В КС001

/СК005

00 Е О ВД001

01 Е О ВД002 Якщо сушка виконується, тобто сигналізатори

02 Т О ДВ003 верхнього та нижнього рівня відключились, сушка

03 Т О ДВ005 закінчилась і цикл повторюється

04 Т О ДВ002

05 Т О ДВ004

06 Т АВ001=

+0000

07 Т О КС005

10 Т В КС001

Реміконт-130

Схема алгоритму керування на мові функціональних блоків наведена нище.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Для МПК TSX Premium

Вікна конфігурування процесорного, вхідних та вихідних модулів

Для контролера обрано процесорний модуль TSX 57103, він розміщений на 0-й позиції. На 1-й позиції знаходиться модуль дискретних входів TSX DEY 08D2 (має вісім каналів постійного струму), на 2-й - модуль дискретних виходів TSX DSY 08T22 (має вісім вихідних каналів постійного струму із струмом комутації до 2А, виходи транзисторні та захищені), на 3-й позиції - модуль аналогових входів TSX AEY 414 (підключення термопари, має високий рівень ізоляції між каналами), на 4-й позиції - модуль аналогових виходів TSX ASY 410 (сигнали 4-20мА, ізоляція між каналами).

Модуль дискретних входів TSX DEY 08D2

Модуль дискретних виходів TSX DSY 08T22

Модуль аналогових входів TSX AEY 414

Модуль аналогових виходів TSX ASY 410

Схеми підключення датчиків та виконавчих механізмів

Рис.6. Підключення термопари до модуля TSX AEY 414

Рис.7. Підключення аналогового виходу до модуля TSX ASY 410

Рис.8. Підключення дискретних вхідних сигналів до TSX DEY 08D2

Рис.9 Підключення дискретних вихідних сигналів до модуля TSX DSY 08T22

Розробка прикладної програми на мові ST

!

%M21:=FALSE;

%M22:=FALSE;

%M23:=FALSE;

%M24:=FALSE;

%M25:=FALSE;

%M26:=FALSE;

%MW41:=0;

%MW50:=175;

%MW51:=5000;

%MW52:=100;

%MW53:=3;

%MW1:=0;

IF %M13 AND(NOT %M12 AND NOT %M11)THEN

SET %M21;

END_IF;

IF %M11 AND %M12 THEN RESET %M21;

%MW41:=5000;

END_IF;

IF %MW31=150 THEN

%MW41:=0;START %TM1;

END_IF;

IF %TM1.V=%TM1.P AND NOT %M27 THEN

%M23:=TRUE;SET %M25;

SET %M24;SET %M26;

%M1:=TRUE;

PID('','',%MW31,%MW41,%M1,%MW50:43);

END_IF;

IF NOT %M12 THEN

%MW41:=0;RESET %M23;

RESET %M25;RESET %M24;

RESET %M26;DOWN %TM1;

%MW31:=0;

END_IF;

IF %M27 THEN

RESET %M23;RESET %M25;

RESET %M24;RESET %M26;

SET %M22;

IF NOT %M12 THEN RESET %M22;

END_IF;

END_IF;

!

(Імітація)

IF %M13 THEN

START %TM2;

%MW1:=%TM2.V;END_IF;

IF %MW1>1 THEN

SET %M12;END_IF;

IF %MW1=40 THEN

SET %M11;START %TM3;%MW31:=%TM3.V;

END_IF;

IF %TM3.V=150 THEN

%MW31:=%TM3.V;

END_IF;

IF %TM1.Q THEN

%MW31:=REAL_TO_INT(0.1*INT_TO_REAL(%MW41)+0.9*INT_TO_REAL

(%MW31));

DOWN %TM3;DOWN %TM2;

START %TM4;

%MW1:=%TM2.P-%TM4.V;

IF %MW1<40 THEN RESET %M11;END_IF;

IF %MW1<1 THEN RESET %M12;END_IF;

END_IF;

IF %TM4.V=%TM4.P THEN DOWN %TM4;%MW1:=0;

END_IF;

Рис.10 Схема технологічного об'єкта управління

На першій діаграмі - графік регулятора, а на другій - графік зміни температури.

Висновок

Автоматизоване управління та використання МПК дають можливість аналізувати роботу обладнання або технологічного комплексу, а це в свою чергу сприяє отриманню об'єктивної та своєчасної інформації, необхідної для прийняття управляючих дій, дозволяє знаходити та своєчасно усувати фактори, які негативно впливають на ефективне функціонування об'єкту управління.

Використання всіх можливостей, які надають сучасна мікропроцесорна техніка створює реальне підгрунття для розробки потужніх систем інтелектуальної підтримки прийняття рішень, практичної реалізації складних алгоритмів управління об'єктом, реалізація яких раніше була неможливою і вимагала застосовувати досить складні технічні рішення.

Інформаційні джерела

І.В. Ельперін. Промислові контролери. - Частина 1, К.: НУХТ, 2007

І.В. Ельперін. Промислові контролери. - Частина 2, К.: НУХТ, 2007

І.В. Ельперін. Промислові контролери. - К.: НУХТ, 2003

1. Размещено на www.allbest.ru