Система автоматизации технологических процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Система автоматизации технологических процессов

Содержание

Введение

1. Задание 1

2. Задание 2

Заключение

Список литературы

Введение

Каждое производство стремится к системам, работающим автоматически - производство с минимальный участием человека и человеческого фактора. В связи с этим люди стали создавать автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП). АСУ ТП - подразумевает группу решений технических и программных средств, предназначенных для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях.

Для разработки таких систем промышленность/производство стало прибегать к интегрированным средствам разработки (IDE), способствующих решению данной проблемы. IDE (англ. Integrated development environment) - является комплексом программных средств, которую используют программисты для разработки ПО. Одной из самых распространенных IDE в данной сфере является TIA Portal.

TIA Portal (англ. Totally Integrated Automation Portal) - интегрированная среда разработки программного обеспечения систем автоматизации технологических процессов от уровня привода и контроллеров до уровня человека-машинного интерфейса. Данная среда является эволюционным развитием семейства систем автоматизации Simatic и была разработана компанией Siemens AG.

1. Задание 1

Разработать различные схемы реализации всех логических элементов на языке программирования LD.

Для выполнения данного задания, пользователю потребуется выполнить несколько шагов:

а) создать новый проект;

б) разработать LD диаграммы по таблице 1.1.

Таблица 1.1

При включении программы TIA Portal перед пользователем откроется окно быстрого доступа (рисунок 1.1). Данное окно позволяет пользователю создать новый проект и назвать его.

Рисунок 1.1 - Окно быстрого доступа

После создания проекта пользователю будет предложен выбор работы с новым проектом (рисунок 1.2):

а) device and networks;

б) PLC programming;

в) motion & technology;

г) visualization;

д) project view.

Рисунок 1.2 - Окно выбора работы с проектом

Для дальнейшей работы и проверки работоспособности системы пользователю необходимо добавить новое устройство на котором будет работать система - Device & networks. Выбираем контроллер simatic s7 300 серии (рисунок 1.3).

После выбора контроллера появится окно работы с системой:

а) добавление переменных - PLC Tags (рисунок 1.4);

б) работа с блоками системы - Program Blocks (рисунок 1.5).

Рисунок 1.3 - Выбор контроллера

Рисунок 1.4 - PLC Tags

Рисунок 1.5 - Program Blocks

Введя все переменные которые потребуются для работы контроллера (см. рисунок 1.4), для реализации той или иной системы пользователю следует воспользоваться вкладкой Program Blocks (см. рисунок 1.5). В данном случае требуется выполнить все логические элементы в виде блоков (рисунки 1.6 - 1.9).

Рисунок 1.6 - AND и OR

Рисунок 1.7 - NO и NAND

Рисунок 1.8 - NOR и XOR

Рисунок 1.9 - XNOR и Буферный усилитель

Для того чтобы убедится что все схемы работают в TIA Portal имеется симуляция работы системы (Start Simulation) (рисунок 1.10).

Рисунок 1.10 - Start Simulation

Перед началом работы симулятора, появится окно загрузки программы в контроллер (рисунок 1.11).

Рисунок 1.11 - Окно загрузки программы в контроллер

После успешной загрузки программы, появится окно симулятора (рисунок 1.12), в данном окне переходим в режим RUN-P, и как было задано ранее во вкладке PLC Tags, подаем на входа 0 или 1, ставя галочки в окне IB0, в ячейки с адресами 0 и 1, управляя сигналами в данных ячейках мы можем пронаблюдать за поведением выходных сигналов в окне QB0, где каждая ячейка с адресом отвечает за выход одного из логических элементов - И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ, исключающее ИЛИ-НЕ и буферный усилитель соответственно.

Рисунок 1.12 - Start simulator

Так же у пользователя есть возможность подавать сигналы в формате WORD. Для этого добавляем новое устройство/контроллер той же серии и типа, во вкладке PLC Tags вводим переменные с типом данных Word (рисунок 1.13).

Рисунок 1.13 - PLC Tags

После задания переменных переходим во вкладку Program Blocks. В данной вкладке мы будем работать с Word logic operations (рисунок 1.14). При использования данных блоков получаем такие виды схем (рисунки 1.15 и 1.16).

Рисунок 1.14 - Word logic operations

Рисунок 1.15 - AND и OR

Рисунок 1.16 - XOR

Так же как и в предыдущий раз для проверки правильности работы системы воспользуемся функцией Start Simulation (рисунок 1.17).

Рисунок 1.17 - Start Simulation

Для того чтобы проверить работу системы, пользователю следует в окне "Start Simulation" для каждого входного и выходного сигнала открыть отдельное окно (см. рисунок 1.17), где MW0 и MW1 - подача сигнала на вход, а MW4, MW6 и MW8 - выходные сигналы логических элементов И, ИЛИ и исключающее ИЛИ соответственно.

2. Задание 2

Разработать схему для зажигания лампы с помощью двух кнопок. При этом необходимо предусмотреть возможность зажигания и отключение лампы посредством любой из кнопок.

Для выполнения данного задания пользователю необходимо:

а) создать новый проект;

б) разработать LD диаграмму зажигания лампы;

в) разработать диспетчерский пункт.

Для создания проекта и разработки LD диаграммы зажигания ламп воспользуемся последовательностью шагов используемых в первом задании. В итоге получим систему блоков (рисунок 2.1), переменных (рисунок 2.2) и симулятор (рисунок 2.3).

Рисунок 2.1 - Система блоков

Рисунок 2.2 - Система переменных

Рисунок 2.3 - Симулятор

Для выполнения визуализации HMI пользователю следует добавить новое устройство HMI типа KTP 600 Basic color PN (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 - Создание HMI панели

После выбора типа HMI появится окно пошаговых действий (рисунок 2.5) в котором содержаться такие шаги как:

а) PLC connections;

б) screen layout;

в) alarms; автоматизированный программный оборудование управление

г) screens;

д) systems screens;

е) buttons.

Рисунок 2.5 - Окно пошаговых действий создания HMI панели

В каждой из вкладок окна пошаговых действий содержаться пункты содержания на панели той или иной информации, в данном случае мы уберем все кнопки и окна (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 - HMI панель

С помощью панели инструментов для работы с HMI (рисунок 2.7) добавим кнопки и лампочку, функции которой будет выполнять обычный круг (рисунок 2.8).

Рисунок 2.7 - Панель инструментов HMI

Так же мы можем дать имя кнопкам для понятности работы системы, по средствам панели инструментов HMI (см. рисунок 2.7). Для того чтобы запрограммировать кнопки и лампочку на их работу по тагам, пользователю следует зайти в свойства кнопки/лампы, перейдя к ним по средствам двойного щелчка по ней, или же выбора вкладки "Properties", которая появится при однократном нажатии на кнопку (рисунки 2.9 - 2.11).

Рисунок 2.8 - HMI панель с лампой и кнопками

Рисунок 2.9 - Свойства кнопки "А"

Рисунок 2.10 - Свойства кнопки "В"

Рисунок 2.11 - Свойства "Lamp"

Для проверки работоспособности системы воспользуемся симулятором HMI (рисунок 2.12 и 2.13).

Рисунок 2.12 - Работа лампы в выключенном состоянии

Рисунок 2.13 - Работа лампы в включенном состоянии

Также для того чтобы таги работали пользователю следует соединить подключением PLC и HMI (рисунок 2.14).

Рисунок 2.14 - Соединение PLC и HMI

Заключение

При выполнении данной расчетно-графической работы я усвоил и закрепил полученные раннее знания на практических и лекционных занятиях, по средствам решения практических заданий. Так же освоил программирование в интегральной среде разработки TIA Portal, работа с блоками программы Program Blocks, переменными PLC Tags и визуализацией HMI Panel.

В ходе изучения данного материала появились сложность в усвоении и проверке HMI панели.

Полученные знания являются полезными для специальностей работающими с автоматизированными системами в промышленности и производстве.

Список литературы

1. А.А.Копесбаева Микропроцессорные комплексы в системах управления. Учебное пособие. - АИЭС, Алматы 2010 год.

2. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / Под ред. Проф. В.П. Дьяконова.- М.:СОЛОН-Пресс, 2005. - 256 с.

3. А.А.Копесбаева Микропроцессорные средства и программно-технические комплексы. Методические указания к лабораторным работам (для студентов специальности 36.03 Автоматизация технологических процессов и слушателей ФПК) - АИЭС, Алматы 2005 год.

Размещено на Allbest.ru