Systemy sterowania obiektowego.pdf

Systemy sterowania

obiektowego

Opracował:

mgr inż.Henryk Kasprowicz

- Biłgoraj 2001r -

Spis treści

1. Sterownikiprogramowalne .......................................................................... 3 str.

1. 1. Podstawowe parametry sterowników..................................................... 3 str.

1. 2. Schemat blokowy systemu PLC ............................................................ 4 str.

1. 3. Kryteria doboru sterownika PLC do obiektu sterowania ......................... 4 str.

1. 4. Możliwości rozbudowy sterowników ...................................................... 6 str.

1. 5. Przykłady sterowników przemysłowych ................................................. 9 str.

1. 6. Moduły zewnętrzne do sterowników ...................................................... 15 str.

1. 7. Sterownik OCS...................................................................................... 17 str.

1. 8. System wejść/wyjść rozproszonych ....................................................... 18 str.

1. 9. Moduły programowalne ......................................................................... 19 str.

2. Panele operatorskie ........................................................................................ 22 str.

2. 1. Terminale Horner Electric ...................................................................... 23 str.

2.2. TerminaleGE-Fanuc ............................................................................. 24 str.

2. 3. Terminale ESA Elettronica..................................................................... 25 str.

2.4. Przykłady programów narzędziowych terminali ..................................... 26 str.

3. Przemysłowe sieci komunikacyjne ................................................................ 27 str.

3. 1. Protokoły dostępu.................................................................................. 28 str.

3.2. Charakterystyka przemysłowych sieci lokalnych.................................... 29 str.

4. Systemy Sterowania i Wizualizacji ............................................................... 33 str.

4. 1. Struktura systemu SCADA .................................................................... 34 str.

4. 2. Wymagania stawiane systemom SCADA .............................................. 37 str.

4.3. Funkcjepełnione przez systemy SCADA............................................... 38 str.

5. Przykłady instalacji automatyki w Polsce ..................................................... 41 str.

6. Systemy łączności radiomodemowej ............................................................ 45 str.

7. Bibliografia ...................................................................................................... 47 str.

- 3 -

Systemy sterowania obiektowego

1. Sterowniki programowalne

Znaczący postęp w rozwiązywaniu problemów związanych ze sterowaniem maszyn

i urządzeń przemysłowych przyniosła nowa generacja systemów sterowania

wykorzystujących przemysłowe sterowniki programowalne PLC ( P rogrammable L ogic

C ontroler). Nazwano je systemami programowalnymi, w odróżnieniu od tradycyjnych

układów sterowania zwanych systemami „zadrutowanymi”.

Obecność sterowników programowalnych na światowym rynku datuje się od początku lat

siedemdziesiątych. Aktualnie stały się one integralną częścią zautomatyzowanych systemów

sterowania i kontroli.

Zastosowanie PLC ograniczyło okablowanie, zmniejszyło liczbę bardziej zawodnych,

w stosunku do układów elektronicznych, elementów elektrotechnicznych, zmniejszyło

wymiary układów sterowania (tradycyjne szafy sterownicze wraz z ich wyposażeniem

elektrycznym są zastąpione sterownikiem) i ilość zużywanej energii elektrycznej. Ponadto

zastosowanie sterowników pozwoliło użytkownikowi na szybką modernizację układów

sterowania, przez modyfikację programu w samym PLC, realizującego określone zadania

sterownicze.

Sterowniki programowalne mogą sterować urządzeniami o dwustanowym sposobie

działania, jak również nadzorować procesy o działaniu ciągłym (np. układy regulacji ciągłej).

Sterowniki, oprócz dużej uniwersalności, charakteryzują się względnie niskim kosztem

wykonania, modułową strukturą pozwalającą na łatwą rozbudowę, zwartą budową, dużą

niezawodnością oraz prostotą podłączenia urządzeń od strony wejścia i wyjścia sterownika.

1. 1. Podstawowe parametry sterowników:

1. czas realizacji tysiąca instrukcji binarnych programu sterującego,

2. pojemność pamięci programu,

3. rodzaj zastosowanych pamięci półprzewodnikowych,

4. liczba i rodzaj wejść i wyjść,

5. sposób zasilania obwodów wejściowych i wyjściowych,

6. wartość napięcia zasilającego sterownik,

7. możliwość rozbudowy sterownika o dodatkowe moduły,

8. liczba i rodzaj portów komunikacyjnych,

9. rodzaj jednostki centralnej CPU (mikroprocesora),

10. liczba i rodzaj portów komunikacyjnych,

11. lista instrukcji oprogramowania narzędziowego

Sterownik realizuje program sterujący analizując kolejno poszczególne kroki

rozkazowe w tzw. szeregowo-cyklicznym trybie realizacji programu. Tak więc, aby zbliżyć

sterowanie do rzeczywistego czasu wykonywania operacji, czas obiegu pojedynczej pętli

programowej powinien być jak najkrótszy. O szybkości działania sterownika informuje

parametr zwany „czasem realizacji tysiąca instrukcji binarnych programu sterującego”.

- 4 -

Systemy sterowania obiektowego

1. 2. Schemat blokowy systemu PLC

1. 3. Kryteria doboru sterownika PLC do obiektu sterowania

Aby w sposób optymalny dobrać konfigurację sterownika do wymagań, jakie stawia

określony obiekt technologiczny, należy przede wszystkim kierować się względami

technicznymi oraz ekonomicznymi. Klasyfikacja niniejszych kryteriów została przedstawiona

w poniższej tabeli:

Kryterium wyboru

techniczne

ekonomiczne

1. wielkość obiektu

2. rodzajobiektu

3. wymaganiafunkcjonalne

4. warunkieksploatacji

5. dziedzinazastosowania

1. cenasprzętu

2. koszty projektowania systemu sterowania wraz z ceną

oprogramowania systemu i jego instalacji na obiekcie

3. czasrealizacji

4. możliwość zmian i rozwoju systemu sterowania

Techniczne kryteria wyboru sterownika:

1. Wielkość obiektu

Wielkość obiektu technologicznego określa się w przybliżeniu na podstawie liczby

sygnałów obiektowych, które mają podlegać sterowaniu.

Za obiekt mały przyjmuje się uważać ten, w którym liczba sygnałów wejściowych oraz

wyjściowych nie przekracza kilkudziesięciu. Średnim jest ten, w którym wyróżnić można do

kilkuset sygnałów obiektowych, natomiast w obiekcie dużym występuje nawet do kilku

tysięcy takich sygnałów.

- 5 -

Systemy sterowania obiektowego

2. Rodzajobiektu

Ze względu na dużą różnorodność i specyfikę procesów produkcyjnych trudno jest

podać precyzyjny ich podział. Z dużym przybliżeniem obiekty przemysłowe można

sklasyfikować jako samodzielne urządzenia lub też złożone linie technologiczne składające

się z wielu urządzeń.

3. Wymaganiafunkcjonalne

Obecnie nowoczesne układy sterowania, z wykorzystaniem sterowników PLC oraz

zaawansowanych technologii systemów wizualizacji SCADA, muszą zapewnić cały

szereg, wyrafinowanych często, funkcji diagnostycznych, informacyjnych, alarmowych,

archiwizacyjnych, itp. Do ważniejszych zadań stawianych układom sterowania z wykorzys-

taniem PLC należą:

a) zbieranie danych o stanie obiektu,

b) przetwarzanie danych i wypracowywanie decyzji dotyczących sterowania

procesem,

c) odpowiednie sterowanie obiektem w momencie pojawienia się stanów

krytycznych i alarmowych,

d) umożliwienie personelowi obsługi bezpośredniej ingerencji w przebieg procesu,

e) zapewnienie pełnej i czytelnej wizualizacji przebiegu procesu,

f) sporządzanie i drukowanie raportów okresowych lub na żądanie, itp.

4. Warunkieksploatacji

Zapewnienie właściwych warunków środowiskowych, w których będą pracować

sterowniki PLC, gwarantuje długi czasokres bezawaryjnej pracy całego systemu sterowania.

Ma to szczególne znaczenie w przypadku systemów o wysokim poziomie bezpieczeństwa,

np.: w instalacjach wykrywania ognia i gazu w przemyśle petrochemicznym i górnictwie.

W tym kryterium należy brać pod uwagę takie warunki środowiskowe, jak: temperatura,

ciśnienie, wilgotność, zapylenie, agresywność atmosfery, wibracje, wstrząsy, itp.

5. Dziedzinazastosowania

Należy stwierdzić, że poziom technologiczny i możliwości funkcjonalne sterowników

programowalnych jest tak wysoki, że praktycznie nie ma gałęzi przemysłu, w której nie

można byłoby wykorzystać sterowników PLC.

Dobierając odpowiedni układ sterowania powinniśmy uwzględnić zawsze specyficzne

wymagania, jakie stawia dany proces technologiczny.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: