речь. речь презентация. Автоматизация бетоносмесительного узла на базе программнотехнического комплекса овен
 Скачать 28.8 Kb.
|
|
Здравствуйте уважаемая комиссия. Выпускная квалификационная работа (ВКР) выполнена на тему: «Автоматизация бетоносмесительного узла на базе программно-технического комплекса ОВЕН». Бетоносмесительный узел (БСУ) представляет собой комплекс основного и вспомогательного оборудования для производства бетонных и растворных смесей различных марок, используемых в строительстве. Цель ВКР – разработать автоматизированную систему управления бетоносмесительной установкой HZS120D. Проект выполнить на базе программно-технического комплекса ОВЕН и SCADA-системы Master SCADA. Задачи: выполнить проект на базе программно-технического комплекса ОВЕН и SCADA-системы Master SCADA разработать функциональную схему автоматизации и выбранного оборудование разработать структурную схему блокировок и защит и разработать контроллер блокировок и защит Все действия связанные с проектированием - подтвердить расчетами и моделированием в среде Proteus Разработать верхний уровень АСУТП, создать экранную форму оператора, рассмотреть вопросы управления и сигнализации в среде Master SCADA КБИЗ должен обеспечить: подключение объектов контроля с аналоговыми величинами; связь с ЭВМ ВУ по радиоканалу; управление внешними (периферийными) устройствами; индикацию состояния технологического оборудования; автономность работы; возможность дальнейшего расширения. СЛАЙД 4 На данном слайде представлена одна из модификаций бетоносмесительной установкой HZS120D. Это модульная, компактная установка, производства КНР, которую, как правило, поставляют без комплексной системы автоматизации и для которой необходимо разработать проект автоматизации. Слайд 5 Данный чертеж представляет собой функциональную схему автоматизации БСУ. Чертеж разработан мною самостоятельно. На чертеже показана структура БСУ, ее компоненты, приборы и устройства автоматизации. БСУ включает: - дозатор компонентов бетонной смеси содержащий: 4 накопительных бункера – для щебеня, отсева и песка; 4 дозировочных бункера – для весового дозирования компонентов бетонной смеси; - дозатор цемента – для весового дозирования; - дозатор воды и жидких химических добавок: - транспортные конвейеры, для перемещения компонентов бетона в смеситель и сам смеситель. На схеме обозначены также приборы и датчики. Контролируются следующие параметры: - уровни заполнения накопительных бункеров с твердыми компонентами, баки с водой и химическими добавками; - вес загружаемых компонентов; - температура воздуха, давление воды и масла, давление сжатого воздуха. Управление приводами шиберов и клапанов осуществляется электромагнитами. Датчики и элементы управления БСУ сведены в таблицу контрольно-измерительных приборов и автоматики. На основе данного чертежа мною осуществлялся выбор оборудования для автоматизации. В частности, требуется: - три модуля аналогового ввода сигналов типа МВА8; - два модуля ввода-вывода дискретных сигналов типа МДВВ; - контроллеры ПЛК-150. СЛАЙД 6 На данном слайде представлена структура автоматизированной системы управления завода по производству бетона с двумя БСУ. Данная структура составлена мною с учетом современных концепций построения АСУТП. Решение выполнено на базе программно-технического комплекса ОВЕН и SCADA-системы MasterScadа. Она отображает иерархическую структуру управления БСУ. С целью оптимизации управления, система структурирована, то есть разбита на подсистемы. Таких подсистем 3- две управляют БСУ (соответственно БСУ1 и БСУ2), одна – транспортной подсистемой. Отличительной особенностью системы управления является тот аспект, что система блокировок и защит в ней выполнена как самостоятельная подсистема, на базе контроллеров блокировок и защит а не интегрирована как опция в контроллеры управления (PLC 2- PLC4). Вторая особенность системы управления – использование промежуточного коммуникационного контроллера PLC1 для интеграции промышленной сети в сеть предприятия. Такое решение позволяет повысить надежность системы, так как контроллера PLC1 способен будет резервировать любой из нижестоящих контроллеров PLC 2- PLC4. СЛАЙД 7 На данном слайде представлена подсистема управления дозированием цемента, как элемента системы блокировок и защит. Данный слайд показывает также принцип весового дозирования в БСУ с помощью тензометрических датчиков. Тензодатчики устанавливаются на весовые дозирующие бункеры и подают цемент нормировано, управляемые приводом клапанов подачи (ЭПК). Весовой бункер наполняется от накопительного бункера цемента (силос цемента). Тензодатчики в весоизмерительных схемах БСУ подключены через мостовые схемы, которые в свою очередь подключаются к контроллерам блокировок и защит через специальные модули ввода. И контроллеры блокировок и защит и модули ввода сигналов с тензодатчиков мною разработаны самостоятельно. Для предотвращения аварийных ситуаций в БСУ реализован комплекс технологических блокировок. Система блокировок и защит построена на контроле технологических параметров, состоянии исполнительных устройств и работает с учетом алгоритмов, разработанных для возможных вариантов развития событий. Сигнализации состояния оборудования и хода процесса приготовления бетона строится по принципу «светофора»: - норма – зеленый цвет; - предаварийная ситуация – желтый цвет; - авария – красный цвет. Значение «норма», «выше нормы» или «авария» устанавливается программно в виде «уставки» в SCADA-системе. Сигнализация реализуется аппаратно, то есть включаются на объекте звуковое и световое оповещение и программно – то есть отображается на экране АРМ оператора. Слайд 8 В практической части проекта мною разработан контроллер блокировок и защит. Данная часть проекта была выполнена в виде курсового проекта по заданию доцента кафедры Хоружего Игоря Владимировича и адаптирована для работы в системе управления БСУ. На данном слайде представлена структурная схема контроллера блокировок и защит. Контроллер решает задачу защиты оборудования БСУ в случае возникновения аварийной или предаварийной ситуации. Данный контроллер адаптирован под систему управления дозирования цементом. Он содержит: - модуль ввода сигналов с тензометрического моста, включающий измерительный мост с усилителем и согласующее устройство (нормирующий усилитель). Сигнал с выхода модуля подается на АЦП микроконтроллера; - модуль ввода сигналов с дискретных датчиков. Дискретные датчики – это датчики уровня цемента (для данного случая) и датчики положения шиберов, задвижек, клапанов. Формат сигналов с этих датчиков +24 В, поэтому они подаются в преобразователь уровня (DC/DC) и, далее через блок гальванической развязки на порт «С» микроконтроллера. Контроллер БиЗ имеет модули управления задвижками бункера цемента, дозирующего бункера и приводом дозатора, что позволяет останавливать процесс дозирования в случае возникновения аварийной ситуации, например такой: задвижка весового бункера открыта, а вес, контролируемый тензомостом не изменяется) и таких вариантов можно составить множество. Для связи с верхним уровнем системы КБиЗ имеет радиомодуль. Это обусловлено спецификой объекта, где кабель связи долго не живет. Слайд 9. На данном слайде представлена принципиальная схема КБиЗ. Выполнена она на базе микроконтроллера AT MEGA8. Выбор обусловлен принципом необходимой достаточности, стоимостью изделия и трудоемкостью его программирования. Особых требований к памяти и быстродействию у КБиЗ нет – данный микроконтроллер нам подходит. Программировать его мы учились в рамках учебной дисциплины. (Далее говорит не нужно, но нужно знать назначение каждого элемента, какие произведены расчеты и как считались и выбирались элементы, для чего нужна гальваническая развязка (обрати там разные земли), как задается коэффициент усиления в нормирующих усилителях, зачем нужен повторитель после усилителя (Dda3, da5), что за радиомодуль и как подключается к МК? – все это читаем в дипломе))/ Слайд 10 На данном слайде представлена блок-схема алгоритма главной программы и подпрограммы обработки сигналов с датчиков. Данный алгоритм предназначен для сбора информации о состоянии аналоговых и дискретных датчиков и анализа состояния объекта через установленные значения уставок. Программа реализована на языки СИ и представлена в приложении. (Далее говорит не нужно, но нужно уметь пояснить основные моменты ее работы по схеме (описано в дипломе поблочно)) Слайд 11 На данном слайде представлены результаты моделирования узлов КБиЗ в среде Proteus. Здесь же мною отрабатывались алгоритмы обработки и управления в программной среде Atmel AVR Studio, которая интегрирована в среду Proteus. Исследовались режимы обработки аналоговых сигналов с тензодатчиков и дискретных о кнопок управления. Конечным результатом моделирования было создание НЕХ-файла (файла машинного кода), который, необходимо загрузить в КБиЗ.. Слайд 12 На данном слайде представлена экранная форма оператора. Экранная форма – многофункциональный продукт. Кроме функций контроля и управления БСУ в ней можно выполнять различные алгоритмы и вычисления. Например, мною сделан расчет потребляемой БСУ электроэнергии за сутки, который автоматически выводится на экранную форму. Заключение В процессе выполнения ВКР мною рассмотрены вопросы автоматизации БСУ, разработана схема автоматизации, выбраны точки контроля и управления. Особое внимание уделено подсистеме блокировок и защит, для которой в рамках АСУ БСУ мною создана подсистема БиЗ, разработан контроллер БСУ и программа его работы. Проект автоматизации выполнен на базе программно-технического комплекса ОВЕН и Scada-системе Master SCADA |