Розробка автоматизованого процесу обробки та сушіння деревини

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

Кафедра комп'ютерно-інтегрованих технологій

Пояснювальна записка

з курсу «Метрологія, технологічні вимірювання та прилади»

на тему «Розробка автоматизованого процесу обробки та сушіння деревини»

Розробили: Ст. гр. КТ-41 Беднарчук Є.В.

Перевірив: ст.в.Шовкун О.П.

Тернопіль, 2017

• Зміст

Технічне завдання

1. Вступ

2.1 Технологія

2.2 Опис технологічного процесу

2.3 Основні специфікації

2.4 Особливості сушильної камери

2.5 Автоматизація та регуляція сушки

2.6 Метод автоматизації лінії виробництва

2.7 Метод контролю роботи лінії

3. Реалізація вимірювального процессу

3.1 Датчик температури

3.2 Датчик тиску

3.3 Оптичний прилад

4. Засоби підключення і контролю

4.1 Програмований логічний контролер ОВЕН ПЛК150

4.1.2 Схема підключення ПЛК ОВЕН-150

4.2 Модуль дискретного введення / виведення ОВЕН МДВВ

4.2.1 Функціональна схема МДВВ

4.2.2 Загальна схема підключення МДВВ

4.3 Модуль введення сигналів тензодатчиків МВ110-224.4ТД

4.3.2 Загальна схема підключення МВ110-224.4ТД

Технічне завдання

до курсового проекту на тему “ Розробка автоматизованого процессу обробки та сушіння деревини ”

1. Розроблена система повинна забезпечувати:

1.1. Реєстрацію та вимірювання всіх необхідних значеннь які входять в автоматизований процесс.

1.2. Завантаження та керування всіма данними через логічний контроллер.

1.3. Забезпечення виявлення аварійних ситуаціюй, і аварійного припинення роботи еапів обробки.

1.4. Повинні бути забезпечені повністю автоматизовані процесси обробки деревини..

1. Вступ

З прадавніх часів деревина слугувала невід'ємним інструментом та засобом виживання і процвітання людства. Вона використовувалась в усії сферах діяльності і була міцною опорою підтримки людства. Ця тенденція збреглась і до новітнього часу. Попри приголомшливу кількість альтернативних матеріалів для будівництва та інструментів деревина продовжує перебувати на позиції безумовного лідера. Це обумовленно її стійкістю пластичністю та низькою вартістю. Також деревина є повністю екологічним продуктом, відходи якого після процессу виробництва використовуються на 95-99%. Саме тому до сьогодні питання обробки деревини є провідним в всіх країнах світу. Також варто зазначити, те що деревина є відновлюваною сировиною, запаси якого при правильному використанні не будуть вичерпними.

Існує 3 типа обробки деревини: Механічний, Напів-автоматичний, Автоматичний. Метою цього проектування є останній.Також в цьому проектуванні буде реалізовано механізм автоматичної сушки виготовленної деревини. Основним продуктом обробки слугуватиме Клеєний Брус. Брус- пиломатеріал товщиною 100мм і більше. Використовується майже в всіх виробництвах пов'язаних з деревиною в виду своєї практичності універсальності та взаємозамінності. Наприклад з бруса можна в процесі зробити від 9 різних продуктів деревообробки.

В даному проектуванні будуть використанні різні способи реалізації автоматизованого процесу, зокрема: конвеєри, роботи, контролери, датчики різного характеру.

2.1 Технологія

В даному проектуванні основним виробом буде слугувати Клеєний брус.

Клеєний брус- міцний, довговічний, екологічно чистий матеріал який є основою всього будівництва. Технологія його виготовлення передбачує високо технологічного, точного обладнання, так як весь процес є довготривалим та етапним.

В даному проектуванні буде використана Базова технологія виготовлення бруса.

Базова технологія є перевіреною в часі та відзначилась своєю Універсальністю. В тому числі вона є аплікативною до всіх видів виробництв зокрема автоматизованого.

В даному проектуванні будуть реалізовані наступні етапи.

1. Розгрузка деревини з Бункера на конвеєрну лінію

2. Виготовлення сухої доски.

3. Сушіння доски в Сушильній Камері

4. Обробка досок 4-стороннім станком

5. Обробка Оптимізатором

6. Загрузка в модуль Зрощування

7. Нанесення клею на Зрощені заготовки

8. Укладка заготовок з клеєм в Преси з подальшим запресовуванням

9. Запаковка пакетів з бруссами.

На протязі дії всіх етапів будуть використані роликові конвеєра.

При стартовій розгрузці деревини буде використовуватися автоматичний розпакетировщик.

2.2 Опис технологічного процесу

Процес починається з Розгрузки первинної деревини. За первинну деревину вважається Кругляк не довше 7 м. В стартовому положенні деревина находиться в бункері. При запуску лінії бункер нахиляється вигружаючи всі заготовки на відділювалюний конвеєр.

Конвеєр Відділяє деревину по одиницям і пускає на лінію одну серію.

За серію вважається 8 одиниць заготовки.

Серія подається конвеєрами на Стрічкову пилораму ЛБ-80.

Вона випилює заготовки діаметром до 90см і довжиною від 0.5м до 7м.

Стрічкова пилорама повздовжно вирізає заготовку залишаючи основу для дошки. Діаметр дошки 40 см. Довжина залежить від деревини.

Після нарізання на дошки деревина проходить до Сушильної камери Геліос.

Вона має в собі Вилочний автопогружчик який автоматично загружає камеру пиломатеріалом. Сушіння відбувається під дією теплоізольованого середовища з постійною роботою вентриляторів та нагрівних елементів які підтримують температуру від 85 до 120 градусів. Максимальна підтримувальна вологість 98%. Процес сушіння має тривати 7 днів в літній сезон. Та 14 в зимовий. Під час сушіння Лінія виробляє нові необсушені доски, які після висушення попередньої партії одразу вставлятимуться в сушильну камеру.

Після сушки Деревина подається до Строгального станка 4-х стороннього Rex Timbersaw U-41. Під час проходження крізь нього, з заготовки зі всіх сторін зструговується деревина. Це робиться для того шоб в майбутньому її можна було адекватно оптимізувати та спресувати. Якби заготовку не обстругували вона б при пресуванні почала тріскати, що спричинило б значний брак.

Після Обробки строгальним станком заготовки обробляються оптимізатором Paul C14. Його мета Нарізання заготовок по сортам. І поділ сортів по довжинні. Так як в початковому стані подавалась первинна деревина довільної довжини, щоб уникнути збоїв або неспівпадінь з процесом всі заготовки оптимізуюця до певної довжини.

Після процессу оптимізації Всі заготовки находять на лінію зрощування WINTER MHB 1560 AUTOMATIK.Лінія Зрощування необхідна для того щоб зклеїти та спресувати багато коротших заготовок в одну міцну та довгу.

Лінія зрощування являє собою великий комплекс з пил та пресів які за допомогою вимірювальних елементів міряють довжину загальну заготовок, і спресовують всі заготовки в одну як тільки назбирається 18 метрів матеріала в довжину. Данні зрощені заготовки називаються Ламеліями.

Після Зрощення Ламелії які ідуть по конвеєру далі в Камеру спресовування накладається Клей Автоматизованим Клеєдавачем.

Уже склеєні Ламелії подаються роликовими транспортерами з лінії в Камеру Прессу. В Камері пресу Ламелії спресовуються таким чином склеюючись повністю попередньо нанесеним клеєм. Після процесу Пресування продукт стає повноцінним Брусом.

Після Пресування Брусс подається на роликовий транспортер Який переносить їх в Фасувальний апарат який пакує всі брусси в Пакети.

Один Пакет має в собі 8 повністю готових Брусів.



2.3 Основні Специфікації

Специфікація Стрічкової пилорами ЛБ-80

Потужність гл. ел. двигуна (кВт)	7,5
Сред.потребляемая потужність (кВт)	4-5
Підйом-опуск.пільной каретки	електропривод
Напруга, В)	380
Довжина оброблюваних колод (м)	0,5-6,5
Максимальна діаметр колоди (см)	80
Товщина пропила (мм)	2-2,5
Ширина пильної стрічки (мм)	32, 34, 35
Лінійна швидкість пилки (м / с)	27-28
Кут заходу стрічки в колоду (град)	12
Маса верстата в комплекті (кг)	600
заточний пристрій	автоматичне
Вихід пиломатеріалу з колоди (%)	до 90
Продуктивність стрічкової пилорами в зміну (м.куб.)	до 16 м 3

Табл 2.3.1

Специфікація Сушильної Камери Геліос

Зовнішні розміри каркаса сушильної камери, мм: довжина ширина висота	4900 7000 4950
Розміри дверного отвору, мм	6600 х 3600
Корисний об'єм завантаження пиломатеріалу довжиною 6000 мм (дошка шириною 150 мм, прокладка товщиною 25 мм), м3 товщина дошки 50 мм товщина дошки 40 мм товщина дошки 30 мм	32 29 26
Кількість пакетів завантажується штабеля	6
Розміри одного пакета (ширина х висота), за якими розрахований корисний об'єм завантаження, мм	1200 х 1100
Кількість реверсивних вентиляторів і потужність електродвигунів	3 шт. по 3 кВт
Повітряний потік, створюваний в сушильній камері, м3 / год	90 000
Кількість калориферів і теплова потужність кожного при подачі води 90 0С	3 шт. по 56 кВт
Площа поверхні теплообміну калориферів, м2	126
Кількість і розміри прохідного перерізу повітряних клапанів	4 шт. по 300х300
Умовний прохід 3-х ходового клапана, мм	Dу 40
Товщина минераловатного на основі базальту утеплювача, мм стін покрівлі	100 120

Табл 2.3.2

Специфікація 4-х стороннього строгального станка Rex Timbersaw U41

Технічні характеристики:
Робоча ширина макс. 405 мм Робоча висота макс. 260 мм при 2-х сторонньої строжке Робоча висота макс. 210 мм при 4-х сторонньої строжке
Максимальний розмір сострагіванія на нижньому валу макс. 7 мм Максимальний розмір сострагіванія на верхньому валу макс. 10 мм Максимальний розмір сострагіванія на лівому вертикальному валу макс. 20 мм Максимальний розмір сострагіванія на правому вертикальному валу макс. 20 мм
Приводні двигуни:
Нижній шпиндель A 18,50 кВт Верхній шпиндель D 22,00 кВт Правий шпиндель FR 15,00 кВт Лівий шпиндель FL 15,00 кВт
Нижній шпиндель HFRu 15,00 кВт Верхній шпиндель HFRo 15,00 кВт

Технічні характеристики оптимізатора Paul C14.

Дефекти деревини позначаються флюоресцирующим маркером

Спеціально розроблена програма дозволяє оптимізувати розкрій по сканованій заготовці

Попереднє сканування дошки для розрахунку оптимальної схеми розкрою

Відстеження процентного співвідношення заготовок різної довжини в загальному обсязі

6 Подающих Валів.

Максимальні поперечні перерізи	260 x 180 і 370 x 50 mm
Сталева рама	30 мм

2.4 Особливості Сушильної Камери

Сушіння деревини це необхідний процес в даному виробництві. Сушка забирає надлишкову вологу з Дошки роблячи її міцнішою та підвищуючи її Довговічність. Сушка виконується методом сушіння в сушильній камері.

Сушильна Камера Геліос Дозволяє сушити деревину використовуючи декілька різних режимів.

Режим сушки - Сукупність теплових агентів взаємодії сушильної камери на деревину, які забезпечують задану якість і швидкість сушіння. В залежності від типу та вимог до деревини використовуються різні режими.

Режими:

1. Режим високотемпературний

2. Низькотемпературний режим

3. Мякий режим сушки

4. Нормальний режим

5. Форсований режим

Високотемпературний режим - Агентом сушки виступає пар який перегрітий в атмосферному тиску з температурою більше 100°С.

Високотемпературний режим - Забезпечує Бездефектну сушку деревини, Тобто швидку і з повною відповідністю до всіх вимог вологості.

Недоліком даного режиму є зниження міцності та гнучкості деревини на 25-35%. Режим Рекомендується використовувати при роботі з Міцними матеріалами які виробляються для створення виробів. Присутнє значне потемніння деревини з виникненням чорних плям.

Низькотемпературний - Режим який використовує в якості теплового агента вологе повітря температурою до 100°С. До низькотемпературних належать: Мякий, нормальний,форсований режими.

Мякий режим- Режим який використовується для матеріалів які сушаться без зменшення природних фізико-механічних властивостей. Рекомендується використовувати для матеріалів які не допускають Зміни природнього кольору, виплавлення смоли, випаду сучків. Такими є Експортні пиломатеріали.

Форсований режим- Забезпечує сушку відносно швидку з мінімальними втратами міцності на розкіл деревини та з мінімальним потемнінням. Використовується з Міцною деревиною основне призначення якої є експорт.

Нормальний режим - Стандартний режим сушки. Виконує сушку Без дефектів, без втрат міцності та з мінімальним(менше ніж в форсованому) потемнінням деревини. Використовується з матеріалами загального призначення.

Також не рекомендується сушити Дуже вологу(більше 80%) тонку деревину (діаметр меньше 20мм). Так як при сушці такого матеріалу можливе часткове або повне потрісканя деревини та повна руйнація всіх деревних звязків.

Саме тому при виробництві цього проектування процес сушіння проводиться на досках після первинної обробки стрічковою пилорамою.

Якби сушка проводилась після обробки токарним станком, деревина після сушки була б непридатна до використання.

2.5 Автоматизація та регуляція сушки

Сушильний процес складається з певних етапів.

Першим етапом є задання сушильного режиму. В випадку цього проектування нам заздалегідь відомий тип деревини тому був поставленний Нормальний режим сушки.

Необхідно зазначити, що зміна режиму сушки задається інженером до того як деревина пішла по лінії. Це зумовленно тим, що після того як сушильна камера повністю заповниться, вона автоматично почне процесс сушіння.

Другим етапом є подача пару в сушильну камеру, який є тепловим агентом.

Всередині камери є трубопровід який подає пар в камеру, який створюється методом нагрівання води на тепловому елементі.

Третім етапом є включення вентиляторів. Всередині сушильної камери присутні вентилятори, які забезпечують певну швидкість продування повітря(пару) всередині камери.

Четвертий етап - Регуляція. В залежності від заданого режиму на контролері задається мінімальне та максимальне значення температури пару всередині камери. Також швидкість вентиляторів задається також в залежності від режиму. Процесс регуляції здійснюється наступним чином. Всередині сушильної камери присутній Теплодавач який вирмірює загальну температуру пару всередині сушильної камери. Якщо температура не досягла максимальної то гарячий пар продовжує подаватися в камеру. Чим довше подається пар в камеру тим більша стає температура пару. Як тільки температура стане максимально. Датчик дає сигнал на контролер, який припиняє подачу пару в камеру. Після цього Датчик продовжує працювати в режимі очікування. В режимі очікування датчик міряє температуру пару, і як тільки вона впаде до меншого рівня, в камеру буде відновленна подача пару.

Для прикладу: При мякій сушці Температура максимальна є 60°С. Як тільки температура опуститься до 50°С, подача пару продовжиться.

Процесс повторюється Певну кількість раз в залежності від вибраного режиму.

2.6 Методи автоматизації лінії виробництва

Для досягнення повної автоматизації виробництва в проектуванні використовється перелік давачів які реєструють та передають данні на контроллер, або на встроєний контроллер всередині верстата або станка.

Після подачі сигналу на контроллер значення зрівнюється з заданим в программі і виконуються певні дії.

На початковому етапі - Розгрузці деревини, вся деревина ділиться на Серії і подається на лінію. Поділ на серію зобумовлюється Тензодатчиком.

Тензодатчик- давач який перетворює енергію деформації в зручну для вимірювання величину. В данному випадку він вимірює вагу деревини на розгрузочному конвеєрі. Якщо вага прирівнюється до ваги одної Серії то подача тимчасово припиняється, до того часу поки повністю серія не піде на лінію(пропаде вага з конвеєра і на датчик не буде нічого впливати).

Також Тензодатчик використовується на етапі пресування ламелій. Тензодатчиком тиску вимірюється тиск який проходить через деревину. Як тільки тиск перевищує Граничний допустимий, дія пресу припиняється і деревина рахується Зпресованою.

В деяких виробництвах Весь процес прописаний на таймерах і на точних прорахованих діях. Це є досить ефективно, коли працюють з невеликими точними діями які весь час повторюються. Але в даному виробництві будується суцільна система. І дуже велика імовірність при використанні таймерного підходу, що якась ланка дасть збій і все виробництво буде несправним. Саме тому використовується Фотоіндикація.

Під час проходження деревини по лінії виробництва, вся деревина моніториться Оптичним Реле.

Оптичне Реле- Прилад який складається з Давача оптичного сигналу та приймача. В нормальному режимі Оптичний сигнал проходить до приймача і реле є розімкнутим. Але як тільки на оптичний сигнал потрапляє якась перешкода, сигнал не проходить, реле замикається, і відправляється сигнал на контроллер який виконує певні дії.

Всі Станки Які задіяні в виробництві Починають і синхронізують свою роботу з показниками всіх вищеперелічених давачів.

Взаємодія станків і давачів прописується через контроллер.

2.7 Метод контролю роботи лінії

Робота лінії буде надійно працювати до того моменту поки не виникне якийсь збій. Всередині лінії існує декілька методів контролю та уникнення збоїв.

Перший метод - передавання всіх Індикаційних данних в Операторську кімнату.

Операторська - Являє собою кімнату в якій на моніторах, діодах, вимірювальних пристроях можливий моніторинг та регуляція всіх процессів на виробництві.

Якшо на виробництві станеться якийсь збій, то це автоматично буде відображенно на екрані і інженер буде мати повну інформацію про те, де, на якому етапі виробництва стався збій, та що сталося.

Наприклад якщо деревина при подачі на конвеєрі випаде з лінії виробництва, це моментально зафіксують тензо, та фото датчики і сигналізують про те, що з лінії пропав елемент. В відповідь на це верстати до яких рухався цей елемент не будуть виконувати задані їм дії, до того часу поки не буде поданий новий елемент. Також інженер в Операторській буде мати змогу це побачити і вказати певні директиви на відладку збою.

3. Реалізація вимірювального процессу

Щоб автоматизувати процес виробництва необхідно реєструвати покази датчиків в різних місцях. Це зобумовленно тим, що треба підтримувати постійний безвідбійний процес виробництва, а також своєчасне реагування на всі типи збоїв.

3.1 Датчик температури

Для вимірювання температури в даному технологічному процесі буде використовуватись термопара типу Т.

При виміру Середніх температур застосовують термопари типу Т. Термопари такого типу використовують для виміру застосовують для виміру температурних середовищ які не перевищують 300 градусів. Захисний чохол Термопари дозволяє ігнорувати будь яку температурну небезпеку, так як температурний режим достатньо низький.

Табл. 3.1.1

Характеристики термопари T

Виконання	Модель	Діаметр електрода	Диаметр 2 електрода	Діаметр	L*
	021.1Э	0,5 мм	0,4 мм	4,6 мм	0,2 до 2 м
	021.1О	0,5 мм	0,4 мм	4,6 мм	0,2 до 2 м

Призначення:

· Т типу термопари (Мідь\Константан)

· застосовуються для вимірювання Середніх температур до 300 ° С;

· можливо короткочасне застосування при 400 ° С;

можливе застосування в окисленій атмосфері;

3.2 Датчик тиску

Для вимірювання тиску буде використаний датчик тиску ПД100-115-EXD в вибухозахищеному виконанні Дана модель характеризується підвищеною стійкістю до експлуатації у важких умовах і наявністю вибухонебезпечного виконання 1ExdIICT6Gb.

Датчики ОВЕН ПД100 моделі 115-Exd Виконано Відповідно до вимог МЕК 60079-0: 2011 і являють собою перетворювачі тиску з вимірювальною мембраною з нержавіючої сталі і «польовим корпусом» з кабельним введенням під гнучкий кабель 6 - 8 мм.

Дана модель характеризується підвищеною стійкістю до експлуатації в важких умовах.

Перетворювачі даної моделі призначені для систем автоматичного регулювання та керування в промисловості на основних і вторинних виробництвах, розташованих в складних кліматичних та інших умовах, що вимагають застосування обладнання в «польовому» корпусі: газотранспортних і газорозподільних системах, нафтопромислах, об'єктах транспортування нафти, НПЗ, об'єктах енергетики і т.п.

Основні характеристики

Вимірювання надлишкового / надлишково-вакуумметричного / вакуумметричного / абсолютного тиску нейтральних до нержавіючої сталі AISI 316L (AISI 304S) середовищ (пар, вода, гази в тому числі природний, масло, слабоагресивні рідини і т.п.) в складних умовах експлуатації. Перетворення тиску в уніфікований сигнал постійного струму 4... 20 мА. Верхня межа вимірюваного тиску (ВПІ): Надлишкового тиску (ДІ) - від 0016 МПа до 4,0 МПа, Надлишково-вакуумметричного тиску (ДІВ) - від +/- 0,02 МПа до -0,1 + 2,4 МПа,Вакуумметричного тиску (ДВ) - від -0025 МПа до -0,1 МПа, Абсолютного тиску (ДА) - від 0,1 МПа до 1,6 МПа. Перевантажувальна здатність - від 200% ВПІ і вище. Погрішність - 0,25; 0,5% ВПІ. Ступінь захисту корпусу та електрораз'ёма перетворювача - IP65. Перешкодостійкі задовольняють вимогам до обладнання класу А по ГОСТ Р 51522.

Табл. 3.2.1

Характеристика датчика тиску

Назва	Значення
Вихідний сигнал	4...20 мА,
Погрішність	0,25; 0,5 % ВПИ
Діапазон робочих температур	-40…+100 °С
Напруга живлення	12…36 В постійного струму
Опір навантаження	0…1,0 кОм
Споживаня потужність	не більше 0,8 Вт
Стійкість	група V3
Впливи	по ГОСТ Р 52931
Ступінь захисту	IP65
Стійкість до кліматичних змін	УХЛ3.1
Діапазон робочих температур середовища	-40…+80 °С
Атмосферний тиск	66...106,7 кПа
Час робити	Не менше 500 000 ч
Середній термін служби	12 лет
Інтервал повірки	2 года
Методика повірки	КУВФ.406230.100 МП
Вага	не більше 0,2 кг
Штуцер д	M20х1,5 по ГОСТ 2405-88, черт.20
Тип підєднання	Кабелевий ввід в корпус
Розмір	155х100 мм
Граничний тиск перевантаження	200 % от ВПИ

Рис. 3.2.1 Схема підключення ПД10

3.3 Оптичний прилад

Для даного виробництва був обраний ВБ3С.18М.65.ТRL5000.х.1.К.41 із лазерним випромінюванням.

Оптичні вимикачі призначені щоб реагувати на наявність певного світлового потоку, в даному випадку цей давач використовується для сигналізації про наявність чи відсутність перешкод на певних етапах виробництва, зокрема сигналізація чи присутній матеріал на конвеєрі або ж в випадку коли необхідно аварійно зупиняти певну дільницю при нявності перешкоду для рухомих одиниць.

Табл. 3.3.1

Характеристика оптичного вимикача

Зовнішня освітленність	5000 Люкс
Напруга живлення	10... 30 В
Струм навантаження	300 мА
Частота переключення	1000 Гц
Споживаний струм	30 мА
Захист від короткого замикання	Є
Захист від перевантаження по струму	Є
Захист від напруги іншої полярності	Є
Тип захисту	Слідкуючий
Регулювання чутливості	Є
Індикатор спрацювання	Є
Вид випромінювання	Червоний лазер 630 нм
Клас захисту	1
Оптика	скло
Гістерезис	15% от Sn
Степень захисту	IP67
Діапазон робочих температур	от -20оС до +70оС
Категорія застосування	DC13
Ємність	0,1 мкФ
Довжина фронту	1 мкс
Пульсації напругт	15%
Падіння	1,1 В
Спосіб підключення	Кабель 3х0,35 мм2 (* Кабель 4х0,35 мм2)
Матеріал підключення	Латунь
Маса	150 г

4. Засоби підключення і контролю

Для реалізації процесу Автоматизованої обробки деревини використовується ПЛК Контроллер. ПЛК(Програмований логічний контроллер) - Основний засіб реагування на змінни та сигнали які даються вишеперечисленними давачами. За Допомогою ПЛК реалізується весь процес автоматизації. В данному проектуванні використовується модель ПЛК Овен ПЛК150.

обробка сушіння деревина технологічний

4.1 Програмований логічний контролер ОВЕН ПЛК150

Контролер ОВЕН ПЛК 150 призначений: для створення систем управління малими та середніми об'єктами; побудова систем диспетчеризації. Побудова системи управління і диспетчеризації на базі ОВЕН ПЛК можливо як за допомогою провідних засобів - використовуючи вбудовані інтерфейси Ethernet, RS-232, RS-485, так і за допомогою бездротових засобів - використовуючи радіо, GSM, ADSL модеми.

Програмований логічний контролер призначений для створення автоматизованого управління технологічним обладнанням в енергетиці, на ж / д транспорті, в різних галузях промисловості, житлово-комунального та сільського господарства, на небезпечних виробничих об'єктах.

Конструктивні Особливості ОВЕН ПЛК150

· Контролер виконаний в компактному DIN-рейковому корпусі.

· Розширення кількості точок вводавивода здійснюється шляхом підключення зовнішніх модулів вводавивода за допомогою одного з вбудованих інтерфейсів.

· Обчислювальні ресурси ОВЕН ПЛК 150

У контролері спочатку закладені потужні обчислювальні ресурси при відсутності операційної системи:

· високопродуктивний процесор RISC архітектури ARM9, з частотою 180МГц компанії Atmel;

· великий обсяг оперативної пам'яті - 8МБ;

· великий обсяг постійної пам'яті - флеш-пам'ять, 4МБ;

· обсяг енергонезалежної пам'яті, для зберігання значень змінних - до 16КБ.

Конкурентні переваги ОВЕН ПЛК150

· Відсутність ОС, що підвищує надійність роботи контролерів

· Швидкість роботи дискретних входів - до 10кГц при використанні подмодулей лічильника

· Наявність аналогових входів і виходів

· Велика кількість інтерфейсів на борту: Ethernet, 3 послідовних порту, що працюють незалежно один від одного

· Розширений температурний діапазон роботи: від мінус 20 до 70 градусів Плюс Цельсія

· Широкі можливості самодіагностики контролера

· Вбудований годинник реального часу

· Вбудований акумулятор, що дозволяє «перечікувати» пропажа харчування - виконувати програму при пропажі живлення, і переводити вихідні елементи в «безпечний стан»

· Можливість створювати і зберігати архіви на флеш-контролера

· Можливість роботи з будь-якого нестандартного протоколу за допомогою одного з портів, що дозволяє підключати пристрої з нестандартним протоколом (електро-, газо-, водолічильники, зчитувачі штрих - кодів і т.д.)

· Набір готових програмних модулів, що надаються безкоштовно

Програмування контролерів ОВЕН ПЛК150

· Створення програм для контролерів ОВЕН ПЛК150, і їх конфігурація здійснюється професійною системою програмування CoDeSys v.2.3.6.1 і старше.

· Система програмування CoDeSys для покупців контролерів ОВЕН абсолютно безкоштовна, і записується на диски, що йдуть в комплекті з контролерами.

· Отримати більш детальну інформацію по системі програмування CoDeSys і завантажити її можна з нашого сайту або з сайту виробника www.3s-software.ru

Сервісне програмне забезпечення ОВЕН ПЛК150

Програма оновлення прошивки (внутрішнє ПЗ) контролера ОВЕН ПЛК150 і таргет файли можна завантажити в розділі "Сервісне ПО ОВЕН ПЛК контролерів 150".додаткові утиліти Для зручності користувачів компанією ОВЕН створені додаткові утиліти:

EasyWorkPLC - утиліта для технолога, що дозволяє змінювати значення параметрів, не змінюючи при цьому програму контролера. Працює без CoDeSys;

PLC_IO - утиліта для роботи з файловою системою контролера, наприклад запісьсчітиваніе файлів з ПЛК. Працює без CoDeSys.

Конструктивне виконання	Уніфікований корпус для кріплення на DIN-рейку (ширина 35 мм), довжина 105 мм (6U), крок 7,5 мм
Ступін захисту корпусу	IР20
Напруга живлення: ПЛК150-24 ПЛК150-220	18... 29 В постійного струму 90... 264 В
Споживана потужність	6 Вт
Індикація передньої панелі	1 індикатор живлення 6 індикаторів станів дискретних входів 4 індикатора стану виходів 1 індикатор наявності зв'язку 1 індикатор роботи користувача
Кількість дискретних входів	6
Гальванічна ізоляція	є
Гальванічна ізоляція	1,5 кВ
Максимальна частота сигналу	1 кГц
Кількість дискретних виходів	4 э/м реле
Характеристика виходів	2 А
Гальванічна розвязка	є
Электрическая прочность ізоляція входів	1,5 кВ
Центральний процесор	32-х розрядний RISC-процесор 200 МГц на базі ядра АRМ9
ОП	8 МВ
Обєм енергозалежної пам'яті	4 МВ**
Retain-память	4 кВ***
Час виконання циклу	М250 мкс типове від 1 мс
Кількіст аналогових входів	4
Вхіднісигнали	0...1 В, 0...10 В, -50...+50 мВ 0...5 мА, 0(4)...20 мА 0...5 кОм
Типи датчиків які підтримуються	Термоопір: ТСМ50М, ТСП50П, ТСМ100М, ТСП100П, ТСН100Н, ТСМ500М, ТСП500П, ТСН500Н, ТСП1000П, ТСН1000Н Термопари: ТХК (L), ТЖК (J), ТНН (N), ТХА (K), ТПП (S), ТПП (R), ТПР (В), ТВР (А-1), ТВР (А-2)
Розрядність ЦАП	16 біт
Внутрішній опір	50 Ом Около 10 кОм
Час опитування	0,5 с
Межа погрішності	0,5 %
Кількість аналогових виходів	2
Розрядність ЦАП	10 біт
Тип вихідного сигналу ПЛК 150-И ПЛК 150-У ПЛК 150-А	4...20 мА 0...10 В 4...20 мА 0...10 В
Живлення аналогових входів	встроенное, общее на все выходы
Гальванічна ізоляція аналогових виходів	є
Гальванічна ізоляція	1,5 кВ
Інтерфейси	Ethernet 100 Base-T RS-232 RS-485
Швидкіст обміну	від 4800 до 115200 bps
Протоколи	ОВЕН ModBus-RTU, ModBus-ASCII DCON ModBus-TCP GateWay (протокол CoDeSys)
Середовище програмування	CoDeSys 2.3.8.1
Інтерфейс для програмування	RS-232 или Ethernet
Назва	Діапазон
Термоперетворювачі опору (по ГОСТ 6651- 94)
ТСМ (Cu 50) W100 = 1,4260	-50 °С...+200 °С
ТСМ (50М) W100 = 1,4280	-190 °С...+200 °С
ТСП (Pt 50) W100 = 1,3850	-200 °С...+750 °С
ТСП (50П) W100 =1,3910	-200 °С...+750 °С
ТСМ (Cu 100) W100 =1,4260	-50 °С...+200 °С
ТСМ (100М) W100 =1,4280	-190 °С...+200 °С
ТСП (Pt 100) W100 =1,3850	-200 °С...+750 °С
ТСП (100П) W100 =1,3910	-200 °С...+750 °С
ТСН (100Н) W100=1,6170	-60 °С...+180 °С
ТСМ (Cu 500) W100 =1,4260	-50 °С...+200 °С
ТСМ (500М) W100 =1,4280	-190 °С...+200 °С
ТСП (Pt 500) W100 =1,3850	200 °С...+750 °С
ТСП (500П) W100 =1,3910	-200 °С...+750 °С
ТСН (500Н) W100 =1,6170	-60 °С...+180 °С
ТСМ (Cu 1000) W100 =1,4260	-50 °С...+200 °С
ТСМ (1000М) W100 =1,4280	-190 °С...+200 °С
ТСП (Pt 1000) W100 =1,3850	-200 °С...+750 °С
ТСП (1000П) W100 =1,3910	-200 °С...+750 °С
ТСН (1000Н) W100 =1,6170	-60 °С...+180 °С
Термопары (по ГОСТ Р 8.585-2001)
ТХК (L)	-200 °С...+800 °С
ТЖК (J)	-200 °С...+1200 °С
ТНН (N)	-200 °С...+1300 °С
ТХА (K)	-200 °С...+1300 °С
ТПП (S)	0 °С...+1600 °С
ТПП (R)	0 °С...+1600 °С
ТВР (А-1)	0 °С...+2500 °С
ТВР (А-2)	0 °С...+1800 °С
ТВР (А-3)	0 °С...+1600 °С
ТМК (Т)	-200 °С...+400 °С
Уніфіковані сигнали (по ГОСТ 26.011-80)
0...5,0 мА	0...100 %
0...20,0 мА	0...100 %
4,0...20,0 мА	0...100 %
-50,0...+50,0 мВ	0...100 %
0...1,0 В	0...100 %
0...10,0 В	0...100 %
Датчики опору
0... 5000 Ом	0...100 %

4.1.2 Схема підключення ПЛК ОВЕН-150

Рис. 4.1.2.1 Схема підключення харчування, дискретних входів і виходів ПЛК150-220

Рис. 4.1.2.2 Схема підключення датчиків до дискретних входів ПЛК150

Рис. 4.1.2.3 Схема підключення датчиків до аналогових входів ПЛК150



Рис. 4.1.2.4 Схема підключення до ПЛК150 дискретних датчиків з напівпровідниковим вихідним каскадомСхема Підключення до ПЛК150 дискретних датчіків з напівпровідніковім віхіднім каскадом

4.2 Модуль дискретного введення / виведення ОВЕН МДВВ

Модуль дискретних входів і виходів для розподілених систем в мережі RS-485 (протоколи ОВЕН, Modbus, DCON). Модуль може використовуватися спільно з програмованими контролерами ОВЕН ПЛК або ін. МДВВ працює в мережі RS-485 при наявності в ній «майстри», при цьому сам МДВВ не є «майстром» мережі.

Модуль випускається в корпусі типу Д9 для кріплення на DIN-рейку.

Основні функції

· 12 дискретних входів для підключення контактних датчиків або транзисторних ключів п-п-п типу

· можливість використання будь якого дискретного входа в режимі лічильника

· (максимальна частота сигналу - 1 кгц)

· 8 вбудованих дискретних вихідних елементів в різних комбінаціях:

- е / м реле 8 а 220 в;

- оптотранзісторний ключ 400 ма 60 в;

- оптосімістори 0,5 а 300 в;

- для управління твердотілим реле 4... 6 у 25 ма

· можливість генерації шім сигналу будь-яким з виходів

· автоматичний переклад виконавчого механізму в аварійний режим роботи при порушенні мережевого обміну

· підтримка поширених протоколів modbus (ascii, rtu), dcon, овен

- конфігурація приладу на пк;

- Реєстрація стану дискретних входів і вихідних елементів Перешкодостійкі завдяки:

- Вбудований імпульсного джерела живлення 90... 264 В 47... 63 Гц;

- Гальванічна розв'язка в ланцюгах виходів, харчування та інтерфейсу RS-485;

- Застосуванню захисних елементів в ланцюгах дискретних входів

4.2.1 Функціональна схема МДВВ

Інтерфейс RS-485

У МДВВ встановлений модуль інтерфейсу RS-485, що дозволяє:

конфігурувати прилад на ПК (програма-конфігуратор представляється безкоштовно);

передавати в мережу сигнали з дискретних входів;

отримувати з мережі сигнали стану дискретних виходів і шпаруватість ШІМ;

реєструвати стан дискретних входів і виходів приладу.

МДВВ може працювати в мережі тільки при наявності в ній «майстра». «Майстром» мережі RS-485 може бути персональний комп'ютер, програмований контролер, наприклад ОВЕН ПЛК, і т.д.

Підключення МДВВ до ПК відбувається через адаптер ОВЕН АС3-М або АС4.

Підтримка протоколів ОВЕН, Modbus, DCON

Для мережевого обміну з МДВВ користувач може вибрати один з чотирьох протоколів: ОВЕН, Modbus RTU, Modbus ASCII або DCON. Конфігурація МДВВ здійснюється по протоколу ОВЕН.

Підтримка поширених протоколів Modbus і DCON дозволяє МДВВ працювати в одній мережі з контролерами і модулями як фірми ОВЕН, так і інших виробників.

Інтеграція в АСУ ТП

При інтеграції МДВВ в АСУ ТП в якості програмного забезпечення можна використовувати SCADA-систему Owen Process Manager або будь-яку іншу програму.

Компанія ОВЕН безкоштовно надає для МДВВ:

OPC-сервер для підключення приладу до будь-SCADA-системі або іншій програмі, що підтримує OPC-технологію;

DLL бібліотеки для швидкого написання драйверів.

Дискретні входи МДВВ

МДВВ має 12 дискретних входів, до яких можна підключати пристрої з «сухими» контактами (кнопки, вимикачі, геркони, реле та ін.) Або транзисторні ключі п-п-п типу.

Кожен дискретний вхід може працювати в одному з двох режимів:

ON / OFF, при якому безпосередньо зчитується стан входу;

режим лічильника.

Робота дискретного входу в режимі лічильника

При роботі в режимі лічильника в мережу передається кількість імпульсів, що надійшли на дискретний вхід. Максимальна частота імпульсів рахунку становить 1 кГц.

Розмір змінної рахунку дорівнює 16 біт. При переповненні лічильника його значення автоматично обнуляється і рахунок продовжується.

При пропажі живлення результати рахунки зберігаються в незалежній пам'яті приладу.

Дискретні виходи МДВВ для управління виконавчими механізмами

У приладі за бажанням замовника можуть бути встановлені в різних комбінаціях 8 дискретних ВИХІДНИХ (ВЕ елементів): е / м реле, транзисторні або сімісторних оптопари, виходи для управління твердотілим реле.

МДВВ дозволяє безпосередньо управляти дискретними виходами і підключеними до них виконавчими механізмами через мережу RS-485. Завдяки цьому МДВВ може бути використаний в якості модуля виходів для будь SCADA-системи або програмованого контролера, наприклад ОВЕН ПЛК.

Управління дискретними виходами МДВВ можливо в двох режимах:

ON / OFF, при якому дискретний вихідний елемент вмикається і вимикається по сигналу з мережі;

ШІМ, при якому прилад за сигналом з мережі скважности Самостійно Шим-генерує СИГНАЛ.

4.2.2 Загальна схема підключення МДВВ

4.3 Модуль введення сигналів тензодатчиків МВ110-224.4ТД

Прилад призначений для вимірювання сигналів мостових тензометричних датчиків, перетворення даних вимірювань в значення фізичної величини і передачі результатів вимірювання в мережу RS-485. Прилад МВ110-224.4ТД має чотири вимірювальних каналів для підключення чотирьох тензодатчиків. Прилад працює в мережі RS-485 по протоколам ОВЕН, ModBus-RTU, ModBus-ASCII, DCON. Прилад не є Майстром мережі, тому мережа RS-485 повинна мати Майстер мережі, наприклад, ПК із запущеною на ньому SCADA-системою, контролер або регулятор. Як майстри мережі можуть використовуватися контролери ОВЕН ПЛК і т.п.

4.3.2 Загальна схема підключення МВ110-224.4ТД

Рис. 4.2.2.1 Загальна схема приладу МВ110-224.4.ДТ

Рис. 4.2.2.2 Підключення до МВ110-224.4ТД зовнішніх пристроїв із застосуванням шестіпроводних схеми підключення до датчика і без використання заземлення

Висновок

В данному проектуванні було створенно Систему автоматизованої деревообрбки та сушіння деревини. Мета данного проектування була Досягнення максимального степеня автоматизації виробничого процесу, з використанням існуючих та актуальних приладів. Також в проектуванні було описано всю сутність технологічного процессу, особливості та специфікації приладів, перелік та типізація давачів які використовувалися, методи контролю та нагляду за автоматичною лінією, методи запобігання збоям та способи реагування на них. Також було описано Метод та типізацію взаємодії датчиків та контролерів і було приведено повну їх специфікацію.

Основний висновок данного проектування є тим - Що на данний момент часу можна автоматизувати будь яке виробництво і при достатній оптимізації це може бути прибуткове. Але Абсолютної автоматизації добитися складно, томущо фактор непердбачуванності та збоїв може повністю зупинити процесс виробництва. Тому на лінії Завжди буде присутній спосіб контролю та моніторингу з боку відповідальної особи.

Список використаної літератури

1. Каталог обладнання для автоматизації “Овен 2012”.

2. Денбновецкий С.В., Писаренко Л.Д., Ризниченко В.К.”Основи автоматичного проектування електронних приборів.”1987.

3. Каталог Лісооброблювальної продукції “BAUTEX”.

4. BAUTEX -“Завод для виготовлення будівничого Клеєного брусса” 2007.

5. Технічна документація “Давачі та їх примінення” від “Radio Radar”.

6. Каталог Сушильних камер “Stankoff.ru”.

Размещено на Allbest.ru

...