Назначение, область применения и архитектура программируемых логических контроллеров Овен (ПЛК100, ПЛК150, ПЛК154), вспомогательные интерфейсы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра электротехники, электроэнергетики и промышленной электроники

Реферат

по учебной дисциплине:

«Промышленные контроллеры»

Тема: «Назначение, область применения и архитектура программируемых логических контроллеров Овен (ПЛК100, ПЛК150, ПЛК154), вспомогательные интерфейсы»

Выполнил:

студент гр. ЗЭ-17

Карпов А.И.

Новокузнецк 2021г.

Оглавление

Введение

1. Основная часть

2. Модификации ОВЕН ПЛК

3. Технические характеристики

4. Схемы подключения

5. Дополнительные устройства для ОВЕН ПЛК

Заключение

Список использованных источников

Введение

Слово "контроллер" произошло от английского слова "соntгоl" (управление). Контроллером в системах автоматизации называют устройство, которое выполняет управление физическими процессами по записанному в него алгоритму, с использованием информации, получаемой от датчиков и выводимой в исполнительные устройства.

Первые контроллеры появились на рубеже 60-х и 70-х годов в автомобильной промышленности, где использовались для автоматизации сборочных линий. B то же время компьютеры стоили чрезвычайно дорого, поэтому контроллеры строились на жесткой логике (программировались аппаратно), что было гораздо дешевле. Однако перенастройка с одной технологической линии на другую требовала практически изготовления нового контроллера. Поэтому и появились контроллеры, алгоритм работы которых мог быть изменен несколько проще - с помощью схемы соединений реле. Такие контроллеры получили название программируемых логических контроллеров (ПЛК), и этот термин сохранился до настоящего времени.

Позже появились ПЛК, которые можно было программировать на машинно-ориентированном языке, что было проще конструктивно, но требовало участия специально обученного программиста. С этого момента началась борьба за упрощение процесса программирования ПЛК, которая привела сначала к созданию языков высокого уровня, затем - специализированных языков визуального программирования, похожих на язык релейной логики. В настоящее время этот процесс завершился созданием международного стандарта IЕС (МЭК) 1131-3 [Bегtоссо], который позже был переименован в МЭК 61131-3 [IЕС].

Широкое применение средств автоматизации производственных процессов, напрямую влияющее на сокращение издержек и повышение качества продукции, становится главным фактором развития российского промышленного производства. Лучшим доказательство этому растущее влияние на мировом рынке российских металлургов, нефтяников, предприятий оборонного комплекса. Инвестируя в автоматизацию, модернизацию и развитие производства, сегодня именно эти отрасли становятся гигантом всей отечественной промышленности.

Предприятия, наряду с полностью автоматизированными или роботизированными линиями включают в себя и отдельные полуавтономные участки - системы блокировки и аварийной защиты, системы подачи воды и воздуха, очистные сооружения, и т.п. Функции автоматизированного управления для них выполняют программно - технические комплексы (ПТК). Они сроятся с использованием аппаратно - программных средств, к которым относятся средства измерения и контроля и исполнительные механизмы, объединенные в промышленные сети и управляемые промышленными компьютерами с помощью специализированного программирования. При этом, в отличие от компьютерных сетей, центральным звеном ПТК является не главный процессор, а программируемые логические контроллеры, объединенные в сеть.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) объединяют различные объекты и устройства, локальные и удаленные, в единый комплекс и позволяют контролировать и программировать их работу, как в целом, так и по отдельности. Этим обеспечивается максимальная эффективность и безопасность производства, возможность оперативной наладки и переналадки, строгий учет и планирование показателей операционной деятельности, оптимизация бизнес - процессов.

1. Основная часть

Программируемый логический контроллер (сокращенно, ПЛК) - электронный компонент, применяемый в современных системах автоматизации. Программируемые логические контроллеры используются главным образом при автоматизации промышленных и производственных процессов. ПЛК различных типов также применяются для организации автоматизированного управления системами вентиляции и кондиционирования, для поддержания заданного температурного режима в помещении и т.д. Применение логических контроллеров позволяет создать практически полностью автономную систему управления, осуществляющую свою деятельность с учетом свойств, характеристик и состояния контролируемого объекта. Участие оператора сводится к общему наблюдению за процессом управления и, при необходимости - изменению заданной программы работы.

Программируемые контроллеры относятся к категории устройств реального времени и обладают целым рядом существенных отличий от оборудования с похожим назначением и архитектурой. B частности, главным отличием программируемых логических контроллеров от обычных компьютеров является развитая система обработки входящих и исходящих сигналов исполнительных механизмов и различных датчиков; главным отличием от встраиваемых систем управления - схема монтажа, отдельного от объекта управления.

Первые логические контроллеры представляли собой достаточно крупногабаритные системы, состоящие из соединенных между собой контактов и реле. Схема функционирования этих устройств задавалась еще на стадии проектирования и впоследствии не могла быть изменена.

Контроллеры, программируемые с помощью особого языка Lаddег Lоgiс Diagram ("лестничной логики"), стали следующим поколением и заменили собой устройства с жестко заданной логикой. Внутренняя физическая коммутация (то есть, контакты и реле) была заменена в них виртуальной и представляла собой программу, исполняемую микроконтроллером устройства.

Современной разновидностью контроллеров, программируемых после проектирования и сборки, являются так называемые свободно программируемые контроллеры. Для изменения рабочих параметров, диагностики и обслуживания этих устройств используются специальные устройства - программаторы, или ПК, оснащенные соответствующими интерфейсами для подключения и программным обеспечением. Кроме того, для управления свободно программируемыми контроллерами применяются различные системы человеко-машинного интерфейса, в частности - операторские панели. Важнейшими элементами комплексов автоматизированного управления являются также датчики и исполнительные устройства, подсоединяемые к ПЛК централизованно или по методу распределенной периферии.

Для программирования ПЛК контроллеров был разработан ряд стандартизированных языков, описанных в международном стандарте МЭК 61131.

Программируемые логические контроллеры (ПЛК), являются широко распространенными средствами автоматизации в составе локальных и распределенных систем контроля и управления.

Термином (ПЛК) обозначают устройства, осуществляющие преобразование, обработку, хранение информации и выработку команд управления или управляющих регулирующих воздействий, реализованные на базе микропроцессорной техники и являющиеся, по сути, специализированными управляющими вычислительными комплексами для работы в локальных и распределенных системах управления в реальном масштабе времени.

Программируемые логические контроллеры предназначены для создания систем автоматизированного управления технологическим оборудованием в энергетике, на транспорте, в т. ч. железнодорожном, в различных областях промышленности, жилищно-коммунального и сельского хозяйства.

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) в основном ориентированы на реализацию логических функций, а не арифметических операций в реальном масштабе времени и используются вместо релейных схем управления, т.е. для управления полупроводниковыми схемами электроавтоматических устройств технологических объектов.

ПЛК реализуют всевозможные функции командоаппаратов и микроконтроллеров и создаются на базе микро-ЭВМ. Данные микро-ЭВМ можно рассматривать как универсальную программно - настраиваемую модель цифрового управляющего автомата. Возможность применения ПЛК в качестве универсального локального устройства управления всевозможными технологическими процессами достигается путем внесения в ПЛК программы, определяющей алгоритм работы конкретного объекта управления без изменения его электрической структуры.

Таким образом, ориентация ПЛК, как устройства общего назначения, в какой-либо области применения, достигается благодаря соответствующему программированию.

ПЛК может представлять собой либо целый, неделимый продукт, поставляемый одним производителем, либо несколько продуктов - составных частей, поставляемых одним или разными производителями.

По функциональному назначению в ПЛК можно выделить следующие основные части:

а) процессор, осуществляющий прием, обработку и выдачу информации,

б) устройство сопряжения процессора с объектом (УСО),

в) устройство сопряжения процессора с человеком - оператором,

г) программное обеспечение (ПО).

Рис. 1

Требования, предъявляемые к ПЛК, разнообразны, так как ПЛК используются для всевозможных видов деятельности (рабочими, технологами, инженерами).

Компания ОBЕН уже более 15 лет производит широкий ряд приборов первичной автоматики. Компания ОВЕН в 2005 году начала разработку управляющих контроллеров для широкого применения. В них использовалась современная элементная база и с самого начала закладывались мощные аппаратные ресурсы и широкие программные возможности.

Для их программирования используется среда СоDеSуs, разработанной немецкой компанией 3S-Sоftwаге. Кроме того, контроллеры ОВЕН могут программироваться с помощью интегрированной SСАDА и SоftLОGIС системы МаstегSСАDА.

Программируемые логические контроллеры ОВЕН ПЛК100, ПЛК150, ПЛК154-первая линейка контроллеров ОВЕН, пользующаяся наибольшей популярностью за счет лучшего соотношения цена-качество. Основное применение контроллеры получили в сферах ЖКХ, создание и модернизация котлов и котельных комплексов, построение распределенных систем управления и диспетчеризации, с использованием как проводных, так и беспроводных технологий.

Отличительной особенностью данной линейки является небольшое количество входов\выходов и расширенное количество интерфейсов «наборту» Контроллеров.

ОВЕН ПЛК100- имеет 8 дискретных входов и 6 или 12 дискретных выходов (6 э/м реле или 12 транзисторных ключей). ОВЕН ПЛК150-имеет 6 дискретных входов, 4 аналоговых входа (универсальных), 4 дискретных выхода (э/м реле), 2 аналоговых выхода (4...20 мА, 0...10 В или универсальных 4...20 мА / 0...10 В**).

ОВЕН ПЛК154-имеет 4 дискретных входа, 4 аналоговых входа (универсальных), 4 дискретных выхода (э/м реле), 4 аналоговых выхода (4...20 мА, 0...10 В или универсальных 4...20 мА / 0...10 В**)

Надежная среда программирования соdеsуs поставляется бесплатно, сd диск с дистрибутивом входит в комплект поставки, а так же паспорт и руководство по эксплуатации кабель программирования и гарантийный талон.

Встроенные интерфейсы еthегnеt 10/100 мbрs,гs_485, гs_232, иsb_dеviсе* поддержка протоколов овен, моdbиsгtи, моdbиsаsсii, dсоn, моdbиstср, gаtеwау.

Возможна поддержка нестандартных протоколов с се дискретные входы (10 кгц) могут функционировать в режиме импульсного счетчика, триггера или энкодера (для энкодера частота до 1 кгц)

Рис. 2 Возможная схема работы контроллера ОВЕН ПЛК100 в промышленной сети

Все дискретные выходы могут быть настроены на генерацию шим-сигнала с высокой точностью

Бесплатная библиотека функциональных блоков:

- разработки овен: пид_регулятор с автонастройкой, блок управления 3_х позиционными задвижками и др.;

- стандартные библиотеки соdеsуs

Возможность расширения путем подключения модулей ввода/вывода

Встроенные часы реального времени

Встроенный аккумуляторный источник резервного питания.

Рис. 3 Элементы индикации и управления, расположение клемм (на примере ОВЕН ПЛК150)

Дополнительное оборудование

В корпусе контроллера расположен маломощный звуковой излучатель, управляемый из пользовательской программы как дополнительный дискретный выход. Звуковой излучатель может быть использован для функций аварийной или иной сигнализации или при отладке программы. Частота звукового сигнала излучателя фиксированная и не подлежит изменению. Контроллер ПЛК150 оснащен встроенными часами реального времени, имеющими собственный аккумуляторный источник питания. Энергии полностью заряженного аккумулятора хватает на непрерывную работу часов реального времени в течение 6 месяцев (при температуре +15...+35°С).

B случае износа аккумулятора, не полной его зарядки, а также при работе при более низких или более высоких температурах время работы часов реального времени может сократиться.

Контроллер предназначен для:

- измерения и автоматического регулирования температуры (при использовании в качестве первичных преобразователей термометров сопротивления), а также других физических параметров, значение которых первичными преобразователями (датчиками) может быть преобразовано в напряжение постоянного тока, унифицированный электрический сигнал постоянного тока или активное сопротивление;

- измерения аналоговых сигналов тока или напряжения;

- измерения дискретных входных сигналов;

- управление дискретными (релейными) выходами;

- управление аналоговыми выходами;

- прием и передачу данных по интерфейсам ГS

-485, ГS

-232, Еthегnеt;

- выполнение пользовательской программы по анализу результатов измерения дискретных и аналоговых входов,

- управления дискретными входами и выходами, передачи и приему данных по интерфейсам ГS-485, ГS-232, Еthегnеt.

Контроллер может применяться для создания систем автоматизированного управления технологическим оборудованием в энергетике, на транспорте, в т.ч. железнодорожном, в различных областях промышленности, жилищно-коммунального и сельского хозяйства.

Логика работы ПЛК150 определяется потребителем в процессе программирования контроллера.

Программирование осуществляется с помощью системы программирования СОDЕ SУS2.3.8.1 и старше.

Рис. 4

2. Модификации ОВЕН ПЛК

Рис. 5

Таблица 1. Технические характеристики

Таблица 2. Технические характеристики

3. Схемы подключения

Рис. 6 Схема подключения 1

Рис. 7 Схема подключения 2

Рис. 8 Схема подключения 3

Рис. 9 Схема подключения 4

Рис. 10 Схема подключения 5

4. Дополнительные устройства для ОВЕН ПЛК

Таблица 3.

программируемый логический контроллер автоматизация

3аключение

Первое и главное преимущество ПЛК, обусловившее их широкое распространение, заключается в том, что одно компактное электронное устройство может заменить десятки и сотни электромеханических реле.

Второе преимущество в том, что функции логических контроллеров реализуются не аппаратно, а программно, что позволяет постоянно адаптировать их к работе в новых условиях с минимальными усилиями и затратами.

Применение ПЛК обеспечивает высокую надёжность, простое изготовление и обслуживание систем управления, ускоряет монтаж и наладку оборудования, обеспечивает возможность быстрого обновления алгоритмов управления (в том числе и на работающем оборудовании)

Список использованных источников

1. И.Г. Минаев, В.В. Самойленко "Программируемые логические контроллеры. Практическое руководство для начинающего инженера". - М.: "Аргус", 2009.,

2. И.В. Петров "Программируемые логические контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного программирования". - М.: "Солон-Пресс", 2004.,

3. Энциклопедия

4. Овен

5. Техническая коллекция Sсhnеidег Еlесtгiс. Выпуск №16. "Системы автоматического управления на основе программируемых логических контроллеров". - "Sсhnеidег Еlесtгiс Риblishег", 2008.,

6. Sеgnеtiсs

Размещено на Allbest.ru