Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Ноября 2012 в 19:30, дипломная работа
Процессы дробления, измельчения и грохочения издавна применяются в производственной деятельности человека. В настоящее время широкое применение в горной промышленности находят дробильные комплексы, предназначенные для предварительной обработки горной массы непосредственно в шахте. При такой технологической цепочке существенно повышается коэффициент заполнения скипов, что увеличивает экономичность использования подъемных установок.
ПЛК S5 – 115H предназначен для построения отказоустойчивых систем управления. Он обладает избыточной структурой, включающих два связанных между собой ПЛК, взаимодействующих по принципу «ведущий – ведомый». Ведущий ПЛК осуществляет управление технологическим оборудованием. Ведомый вступает в работу только при отказе ведущего контроллера. Избыточность может достигаться не только за счет дублирования ЦПЭ, но и за счет дублирования модулей ввода – вывода.
Контроллер позволяет создать системы трёх уровней отказоустойчивости:
Рис 4.5. Классификация систем управления ПЛК S5 – 115H
При использовании одноканальной конфигурации модули ввода вывода устанавливаются в любой из субмодулей контроллера или в стойки расширения. Обращение к выходам и входам производит лишь один из субмодулей контроллера. Информация, считанная в один субмодуль, автоматически передаётся во второй. Любой из субмодулей способен выполнять функции ведущего контроллера.
Отказ субмодуля, к которому подключены стойки расширения, исключают возможность доступа к расположенным в них модулям ввода – вывода.
Рис 4.6. Одноканальная конфигурация ПЛК S5 – 115H
В переключаемой конфигурации стойки расширения подключаются к обоим субмодулям контроллера по одноканальной схеме. Доступ к модулям ввода – вывода имеют оба модуля, каждый из которых использует для этой цели свою систему шин. Для расширения могут быть использованы стойки EG 185U и ER 701-3LH. К одному контроллеру может быть подключено до 8 стоек.
Управление вводом – выводом осуществляет субмодуль, выполняющий функции ведущего контроллера.
Рис 4.7. Переключаемая конфигурация ПЛК S5 – 115H
При двухканальной конфигурации каждый субмодуль контроллера снабжен своим набором входов и выходов. Одни и те же датчики подключаются к входам обоих субмодулей, исполнительные механизмы получают команду с выходов обоих субмодулей. Определение параметров системы производится с помощью пакета программ COH 115H. Обращение к дублированным входам – выходам производится также, как и в одноканальной конфигурации.
Резервирование может
Рис 4.8. Двухканальная конфигурация ПЛК S5 – 115H
Принцип действия контроллера базируется на непрерывном сравнении сигналов двух субмодулей по принципу «ИЛИ». Контроллер считается исправным в том случае, если хотя бы один из его субмодулей функционирует правильно. Оба субмодуля комплектуются центральным процессором CPU 948H. Этот процессор должен выполнять дополнительный набор функций, характерных для контроллера S5 – 115H.
Рис 4.9. Принцип действия ПЛК S5 – 115H
Принцип действия контроллера основан на взаимодействии ведущего и ведомого субмодулей контроллера с горячим резервированием ведущего субмодуля. Управление осуществляет ведущий субмодуль. В случае обнаружения отказа функции управления передаются ведомому субмодулю. Устранение неисправностей в отказавшем субмодуле может быть выполнено без остановки системы управления.
В процессе работы ведущий и ведомый субмодули выполняют одну и туже программу, используют одни и те же блоки данных, области отображения выходных и входных сигналов, буферные данные коммуникационных процессоров.
Существенным фактором нормальной работы контроллера является синхронное функционирование ведущего и ведомого субмодулей. Синхронизация выполняется по прерываниям. Такие прерывания генерируются после выполнения операций обмена данными, выполнения команд обращения к выходам и входам, выполнения временных функций. Все эти функции выполняются операционной системой и не требуют учета в программе пользователя.
В процессе работы контроллер выполняет большое количество тестовых программ. Тестированию подвергаются внутренняя шина контроллера, устройства связи, система локализации отказов, центральные процессоры, память. Запуск контроллера осуществляется выполнением тестовых программ в полном объеме. В ходе циклического выполнения программы тестовые программы выполняются в полном объеме и требуют для своего выполнения около 5 мс. Объем выполнения тестовых программ на один цикл определяется пользователем.
Технология программирования контроллера S5 – 115H выполняется в режиме непосредственной связи с центральным процессором. При программировании в режиме непосредственной связи программатор подключается центральному процессору любого субмодуля. Ввод программы в память этого субмодуля сопровождается автоматической передачей этой программы в память другого субмодуля. При программировании в режиме без непосредственной связи программа пользователя записывается в два субмодуля памяти. Субмодули памяти устанавливаются в оба центральных процессора контроллера. Настройка параметров системы осуществляется с помощью пакета программ СОМ 115Н. Пакет позволяет осуществить настройки интерфейса, параметры блоков данных, параметры диагностики, блоки денных ошибок, регистры прерываний и т.д.
Интерфейсные модули для S5-115H
Интерфейсные модули используются для подключения стоек расширения к центральному контроллеру в системах централизованного и распределенного расширения.
Классификация интерфейсных модулей
Интерфейсные модули, устанавливаемые | |||
Расширение |
на центральном контроллере |
в стойках расширения односторонней и полностью дублированной конфигураций |
в переключаемой конфигурации |
Централизованное |
IM 305, IM 306 |
IM 305, IM 306 в стойках R 70 -0 и ER-70 |
|
Децентрализованное |
IM 304 |
IM 3 4 в стойках ER 70 -2, ER 70 -3, ER 70 -3LH |
2 x IM 314R в стойках ER 70 -3LH или EG 1 85U |
И Центральный контроллер может быть построен на основе стоек типов CR 700-OLB, CR 700-2,CR 700-2F, CR 700-3. Стойки расширения централизованной конфигурации строятся на основе ER 700-0 и ER 700. В распределенных односторонних конфигурациях в качестве стоек расширения используются стойки ER 700-2, ER 700-3 и ER 700-LH; в переключаемых конфигурации – стойки ER 700-3LH и EG 185U.л
Од
используемые в S5-115H
В составе контроллера S5-115H могут быть использованы:
776.
В данном проекте применяем
Режим работы с двухканальной (“резервируемая ”) конфигурацией:
Ведущее ZG
читает входной сигнал (PAE);
унифицирует отображения процесса на входах;
обрабатывает прикладную программу с учетом точек синхронизации;
сравнивает отображения выходов (PAA);
выдает выходной сигнал. |
Ведомое ZG
читает входной сигнал (PAE);
унифицирует отображения процесса на входах;
обрабатывает прикладную программу с учетом точек;
сравнивает отображения;
выдает выходной сигнал. |
Рис 4.10. Двухканальная конфигурация ПЛК S5 – 115H
Режимы работы и принцип действия AG S5-115H.
Ведущее устройство контроллера S5-115H при сопровождении процесса может работать в следующих режимах:
Ведущее устройство сольно (один) выполняет сопровождение процесса, ведомое
устройство неактивно.
Ведущее устройство передает ведомому устройству актуальные данные и актуальную
программу.
Ведущее устройство выполняет сопровождение процесса, ведомее устройство
снабжено данными и готово в любой момент выполнить роль ведущего устройства .
Ведущее устройство выполняет сопровождение процесса, ведомее
устройство одновременно выполняет самодиагностику.
Следующий рисунок показывает принцип действия AG S5-115H,
особенно взаимодействия между двумя центральными устройствами.
Принцип взаимодействия между центральными процессорами.
Центральное устройство A |
Центральное устройство B | |
Циклическое управление Синхронизация центральных устройств Чтение PAE: односторонняя (A) переключаемая (ведущий) с резервированием Обмен PAE с устройством B Сравнить двухканальные входы: • контроль рассогласования • определение ошибок • формирование един. сигнала
OB1, Прикладная программа граница блока прямой доступ к периферии опрос времени
Самодиагностика: RAM, программное обеспечение, процессор, сравнение RAM Обмен PAA с устройством B и сравнение Сообщение об ошибке при расхождении Вывод PAA: односторонняя (A), переключаемая (если ведущий), с тестом при смене фронта |
Синхр.
PAE A/B
Содерж . RAM A/B
Синхрон авар. сообщен.
Синхр.
PAA A/B
|
Циклическое управление Синхронизация центральных устройств Чтение PAE: односторонняя (B) переключаемая (ведомый) с резервированием Обмен PAE с устройством A Сравнить двухканальные входы: • контроль рассогласования • определение ошибок • формирование един. сигнала
OB1, Прикладная программа граница блока прямой доступ к периферии опрос времени
Самодиагностика: RAM, программное обеспечение, процессор, сравнение RAM Обмен PAA с устройством A и сравнение Сообщение об ошибке при расхождении Вывод PAA: односторонняя (B), переключаемая (если ведущий ), с тестом при смене фронта
|
В данном режиме работы периферийные модули располагаются в обоих центральных устройствах и имеют одинаковый адрес. Такой режим работы предлагает наивысшую степень готовности, т. к. допускается отказ одного центрального устройства или одного периферийного модуля (NON-STOP). Модули при этом могут быть установлены в центральном устройстве или в устройстве расширения.
Резервированная периферия ввода – вывода означает, что соответствующие резервированные модули ввода – вывода установлены в устройстве A и в устройстве B и оба модуля имеют одинаковый адрес ввода – вывода и проектируется с помощью COM 115H как резервированные модули.
Для каждого резервированного дискретного входа и для каждого резервированного дискретного выхода, который реализуется как NON-STOP-DE или NON-STOP-DA, необходимо проектировать специальное устройство локализации, с помощью которого системная программа может быстро выполнить локализацию ошибки в случае отказа.
“NON-STOP-DE/DA” означает: Возникший отказ такого дискретного входа - вывода (DE/DA) и последующий ремонт ни в коем случае не оказывает влияния на процесс.
Устройство локализации (LE) для NON-STOP-DE или NON-STOP-DA состоит из :
• одного дискретного входа локализации (L-DE) и
• одного дискретного выхода локализации (L-DA).
Резервированные дискретные входы (DE) с локализацией ошибок
- определение ошибок: путем контроля рассогласования
- локализация ошибок: через L-DA
- пассивирование: пассивирование неисправного байта DE
С помощью типа “ (1 из 2-х) дискретный вход DE с устройством локализации (LE)” выполняется как определение, так и локализация ошибок. С помощью схемы включения, показанной на рисунке 1.7, система локализует неисправные модули дискретного ввода в случае их отказа. Для этого по истечению времени рассогласования выполняется следующее:
Сообщается о неисправном