Разработка учебно-лабораторного стенда по изучению средств автоматизации на примере программируемых реле компании овен

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК

Разработка учебно-лабораторного стенда по изучению средств автоматизации на примере программируемых реле компании овен

Марсов Вадим Израилевич, д-р техн. наук, проф. Evmarsova@rambler.ru,

Гематудинов Ринат Арифулаевич, к. техн. наук, инженер rinatg86@mail.ru

Селезнёв Виктор Сергеевич, аспирант, unit.ussr@gmail.com,

Дроздов Алексей Михайлович, студент, Alex.Drozdov35@yandex.ru,

МАДИ, Россия, 125319, Москва, Ленинградский пр.,64

Аннотация

стенд датчик реле лабораторный

В статье рассматриваются результаты выполненной на кафедре «Автоматизация производственных процессов» (АПП), Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) силами авторов и студентов четвертого курса, под руководством заведующего кафедрой АПП. Инициативной разработкой являлся учебно-лабораторный стенд по изучению средств автоматизации, реализованный на программируемых контроллерах. Также в статье рассмотрен пример реализации программы для схемы приоритетов, подключение программируемых реле и организации связи между ними. Актуальность и необходимость разработки такого проекта, по мнению авторов статьи, заключается в том, что современные выпускники технических специальностей, в частности по направлению подготовки 15.03.04 - «Автоматизация технологических процессов и производств», не умеют решать задачи по тестированию и отладке реально спроектированного щита автоматики.

Ключевые слова: программируемые реле, учебно-лабораторный стенд, щит управления и автоматики.

Abstract

The article discusses the results performed at the Department of "Automation of production processes" (APP), the Moscow State Automobile and Road Technical University (MADI) forces the authors and fourth-year students, under the guidance of Head of Department of APP. Leading the development of an educational-laboratory stand for the study of automation implemented in the programmable controllers. Also in the article the example of implementation of the program for the priority scheme, programmable relay connection and communication between them. The urgency and the need for such a project, according to the authors, is that today's graduates of technical specialties, in particular in the direction of preparation 15.03.04 - " Automation of technological processes and production ", are not able to meet the challenges of testing and debugging really designed box automation.

Keywords: programmable relays, Educational and laboratory bench, control box and automation.

Учебно-лабораторный стенд (УЛС) спроектирован на программируемых реле (ПР), так как ПР не требует специальных навыков работы, поскольку программирование осуществляется с помощью простой и интуитивно понятной среды программирования OWEN Logic, которая базируется на языке Буля. ПР - это свободно программируемое устройство, которое не содержит в свой памяти заранее написанной программы. Алгоритм работы программируемого реле формируется непосредственно пользователем, что делает прибор универсальным и дает возможность широко использовать его в различных областях промышленности.[1]

Компания ОВЕН является ведущим российским разработчиком и производителем контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации для различных отраслей промышленности. Компания работает с 1991 года. За годы работы тысячи предприятий автоматизировали свои технологические процессы, используя компоненты автоматики ОВЕН. Продукция ОВЕН применяется в машиностроении и металлургии, химических и нефтехимических производствах, строительной и деревообрабатывающих отраслях, пищевой и упаковочной промышленностях, медицине, энергетике, ЖКХ, сельском хозяйстве и других сферах.[2] Оборудование компании ОВЕН используется для создания автоматизированных систем управления технологических процессов любого уровня сложности. В перечне продукции ОВЕН: измерители-регуляторы, таймеры, счетчики, блок питания, контроллеры, программируемые реле, модули ВВ (ввода/вывода), операторские панели, преобразователи интерфейсов, различные датчики уровня, давления или температуры, а также частотные преобразователи и многое другое.

Структурная организация стенда

УЛС предназначен для ознакомления с базовыми элементами автоматики на примере ПР. На стенде реализован принцип работы поточно-транспортной системы (ПТС). Её технологическая схема(рис.1) включает в себя: два расходных бункера типа «А» и типа «Б», которые по техническому заданию содержат разные сыпучие материалы и оборудованы шиберными затворами 1 и 2. Шесть приемных бункеров, из которых три бункера типа А и три бункера типа Б соответственно. Два реверсивных конвейера 3 и 4, одну поворотную воронку 5 и двухрукавную течку 6, а также плужковый сбрасыватель 7. Каждый бункер оборудован датчиком нижнего уровня BL, а датчиком верхнего уровня BH оборудованы только приемные бункера. Шиберные затворы, двухрукавная течка, поворотная воронка и плужковый сбрасыватель оборудованы датчиками положения SQ (таблица 1). Конвейерные ленты оборудованы датчиками скорости BV. По техническому заданию, единовременно может заполняться только один из приемных бункеров, а остальные должны находиться в ожидании. Приоритеты для бункеров расставлялись в зависимости от их порядкового номера ,с первого по третий, и по типу бункера , сперва бункера типа «А», а после - типа «Б».

Рис. 1 технологическая схема ПТС.

Таблица 1. Расшифровка аббревиатуры датчиков SQ

Программа и конструкция стенда

Конструктивно УЛС (рис. 3) состоит из шести программируемых реле компании ОВЕН, три из которых ПР110-24.12Д.8Р (нижний ряд), а оставшиеся ПР110-24.8Д.4Р (верхний ряд), которые смонтированы в электрощите. Все элементы автоматики расположены на DIN-линейках. На все ПР поступает питание постоянного тока 24В и мощность не более 100Вт. Для реализации схемы приоритетов используются два ПР компании ОВЕН, модель ПР110-24.8Д.4Р (рис. 2).

Рис 2 Внешний вид программируемого реле

В первом ПР (правый верхний рис.3) происходит формирование приоритетного сигнала для бункеров типа «А», а также идет передача информации о состоянии входов ПР(№1) на ПР(№2) для дальнейшей работы стенда. Схема подключения ПР(№1) представлена в таблице 2. Программа реализована с помощью бесплатной утилиты OWEN Logic (рис. 4), где используется язык программирования международного стандарта IEC 61131-3 (FBD - Function Block Diagram).

Рис. 3 Компоновка учебно-лабораторного стенда.

Таблица 2. Подключение входов\выходов к ПР(№1)

Алгоритм формирования сигнала BLA1П⁺ для запуска тракта А-А1 заключается в отсутствии сигналов I₂, I₅, и I₈, но при наличии сигнала I₁. Сигнал BLA2П⁺ формируется при отсутствии сигналов I₃ , I₆, I₈ и BLA1П⁺, но при наличии сигнала I₁. Сигнал BLA3П⁺ формируется при отсутствии сигналов I₄, I₇, I₈, BLA1П⁺ и BLA2П⁺, но при наличии сигнала I₁. Во втором ПР (второй верхний рис.3) происходит формирование приоритетного сигнала для бункеров типа «Б». Алгоритм формирования и схема подключения проводится аналогично вышеописанному.

При реализации программы была обнаружена проблема с формированием одновременных сигналов приоритетов, которая решена простым шаблонным способом: формирование сигнала через задержку в зависимости от уровня приоритета. Реальное время срабатывания реле намного ниже, чем программное считывание, но это не влияет на работу логики, поскольку сигнал формируется непосредственно в самом ПР.

Рис. 4 Программа схемы приоритета для бункеров типа А

Заключение

В заключении следует отметить, что разработанный учебно-лабораторный стенд следует использовать для проведения лабораторных работ и практических занятий. Все вышесказанное можно использовать как один из вариантов обучения бакалавров по специальности 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» в рамках курсового или дипломного проектирования.

Список использованных источников и литературы

1. Программирумое реле ПР110. Руководство по эксплуатации. Программирование работы прибора: ТУ 4252-004-46526536-2009.

2. Сайт компании ОВЕН [Электронный ресурс]. - . - Режим доступа : http://www.owen.ru/95876974, свободный. . - (Дата обращения: 01.12.2016).

Размещено на Allbest.ru