Проектирование систем автоматизации и управления на основе ПЛК

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №6 –

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПЛК

Общая методика проектирования систем автоматизации и управления на основе ПЛК

Проектирование систем управления технологическими объектами на ос- нове программируемых контроллеров является многокритериальной и много- вариантной задачей. Наиболее ответственным этапом в ее решении, влияющим на характеристики всей системы, является выбор ПЛК [1, 5, 8 – 11].

Сложность выбора ПЛК для системы управления технологическим объ- ектом обусловлена большим числом разнородных факторов, зависящих, прежде всего от того, является ли система вновь проектируемой или решаются задачи модернизации существующей системы. В последнем случае имеют значение факторы преемственности программно-аппаратных средств, квалификация об- служивающего персонала и службы ремонта, наличие сопроводительной доку- ментации и ее освоение, запас комплектующих, выявленные показатели надеж- ности (наработка на отказ, срок службы, ремонтопригодность и др.) [12].

При выборе ПЛК основной задачей является наиболее полное удовлетво- рение технических требований, указанных в техническом задании на разработ- ку системы управления (требования к информационным, управляющим и вспо- могательным функциям, а также требования к техническому, программному, метрологическому и организационному обеспечению, требования к диагности- ке и техническому обслуживанию системы и др.) [12].

При выборе программируемого контроллера с учетом специфики произ- водства и решаемых задач используются следующие основные критерии [12]:

- технические характеристики контроллера, соответствующие требовани- ям проекта или условиям существующего производства (наличие в контроллере необходимого числа и типа модулей ввода/вывода, специальных и коммуника- ционных модулей, количество встроенных и наращиваемых входов/выходов, наличие гальванической развязки по входам и выходам, тип и быстродействие процессора, объем памяти, время выполнения логической команды, степень защиты контроллера и др.);

• выбор класса (конструктивного исполнения) контроллера (моноблоч- ный, модульный, распределенный, PC-контроллер);
• соответствие контроллера международным стандартам (открытость ар- хитектуры ПЛК);
• наличие необходимых интерфейсов для обеспечения связи уровней иерархии системы;
• возможность визуализации данных (связь со SCADA-системами);
• наличие стандартных систем программирования и алгоритмов настрой- ки параметров контроллера;
• показатели надежности ПЛК (время наработки на отказ, возможности резервирования, «горячей замены», ремонтопригодность и др.);
• экономические показатели.

1. Пример разработки системы автоматизации и управления на основе программируемого контроллера

Технологический объект управления – сушильная камера, оснащенная трубчатым электронагревателем (ТЭН). В камере смонтированы три аналого- вых датчика: два датчика температуры, в качестве которых используются пла- тиновых термометра сопротивления, и один датчик влажности. Для обеспече- ния равномерного нагрева воздуха по объему сушильной камере используется вентилятор с электроприводом, автоматически включаемым при превышении разностью значений температуры от термосопротивлений порогового уровня. Пульт управления сушильной камерой содержит кнопки управления «Пуск»,

«Стоп».

В системе управления сушильной камерой необходимы 3 канала ввода измерительной информации (аналоговые входы) для подключения датчиков температуры и влажности, 2 дискретных входа для подключения кнопок управ- ления, 1 аналоговых выхода для управления ТЭН и 1 дискретный выход для управления электроприводом вентилятора.

В качестве устройства управления может быть использован ПЛК, напри- мер, модели CP1L-M30DR-D компании Omron, имеющий 18 дискретных входа, 12 дискретных выходов, не имеющий аналоговых входов и аналоговых выхода, но допускающий подключение до трех модулей расширения [5].