Основа автоматизации технологических процессов

Содержание

 

Введение 4

1. Постановка задачи 5

2. Разработка программного обеспечения 7

2.1 Выбор среды разработки 7

2.2 Описание функциональных блоков 8

2.3 Классификация сигналов 9

3 Разработка алгоритма технологического  процесса 10

3.1 Составление блок-схемы алгоритма 10

4 Разработка программного аналога 11

4.1 Листинг программы  11

4.2 Отладка и полное тестирование работы программы                                    12

Заключение 16

Список использованной литературы 17

 

 

 

Введение

 

Автоматизированная система управления – предназначена для выработки  и реализации управляющих воздействий  на технологический объект управления в соответствии с принятым критерием  управления.

Автоматизация производства – призвана устранить физически тяжелый, монотонный труд, переложив его на плечи машин.

 Автоматизация технологического  процесса — совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управлениесамим технологическим процессом без непосредственного участия человека, либо оставления за человеком права принятия наиболее ответственных решений.

Как правило, в результате автоматизации  технологического процесса создаётся АСУ ТП.

Основа автоматизации технологических  процессов — это перераспределение  материальных, энергетических и информационных потоков в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности).

Основными целями автоматизации технологического процесса являются:

• Повышение эффективности производственного процесса.
• Повышение безопасности.
• Повышение экологичности.
• Повышение экономичности.

Промышленный контроллер — устройство, осуществляющее управление в многих областях промышленности и не только. В зависимости от решаемой задачи промышленные контроллеры  могут применяться на транспорте, для управления климатом, при автоматизации технологических процессов, позволяют измерять и регулировать различные физические и логические величины: температуру, влажность, давление, ток, напряжение, наличие, событие, время и т.д.

Часто промышленные контролеры изготавливаются для  конкретного технологического процесса в соответствии с требованиями заказчика.

Промышленные  контроллеры совместимы с разнообразными датчиками и исполнительными  механизмами, осуществляют управление техпроцессами по различным законам  регулирования.  

В случае необходимости контроллеры  можно подключить к компьютеру или создать сеть контроллеров. Модели промышленных контроллеров могут быть одно- и многоканальные с входами и выходами разного типа с индивидуальной логикой управления. Входы могут быть аналоговыми или дискретными, а выходы ключевыми или аналоговыми.

  
1 Постановка задачи

 

Реализовать автоматизацию технологического процесса вывоза опилок из строительного цеха.

Описание  технологического процесса

На рисунке  1 представлена схема технологического процесса.

Нажатием  кнопки «Пуск» на пульте управления запускается  автоматизированный процесс отгрузки опилок. Отгрузка опилок производится из подвального помещения строительного  цеха. Первоначально опилки из подвального  помещения вагонеткой отгружаются  в малый бункер (МБ). Вагонетка  висит на канате и ездит по салазкам. В движение вагонетка приводится с помощью электродвигателя М2. Степень  заполнения вагонетки контролируется с помощью датчика натяжения  каната (ДНК). Опилки в вагонетку  нагружаются рабочими вручную (лопатами). При заполнении вагонетки опилками изменяется степень натяжение каната, при достижении определенного уровня автоматически включается двигатель  М2 и вагонетка с опилками по салазкам поднимается вверх.

Датчик  обрыва каната (ДОК) выдает дискретный сигнал при обрыве каната и служит для защиты жизни и здоровья рабочих. При срабатывании этого датчика  вся система мгновенно должна отключиться и включиться двигатель  М1, закрывающий крышку люка в подвал, чтобы падающая вагонетка не травмировала рабочих в подвальном помещении.

Для начала процесса отгрузки опилок необходимо чтобы малый бункер (МБ) не был заполнен более критического уровня, а температура приводного двигателя М2 не превышала бы критического значения.

Уровень заполнения МБ определяется с помощью  датчика заполнения бункера (ДЗБ), а  степень нагрева электродвигателя - с помощью датчика перегрева  двигателя (ДПД). Датчик перегрева двигателя (ДПД) выдаёт дискретный сигнал и при  достижении критической температуры  двигатель М2 автоматически выключается  независимо от положения вагонетки.

Положение вагонетки фиксируется двумя  концевыми датчиками: ДВП – датчик верхнего положения и ДНП –  датчик нижнего положения.

При срабатывании любого из датчиков двигатель М2, поднимающий  или опускающий вагонетку, должен выключаться  и при последующем включении  реверсироваться.

При достижении опилок в МБ верхнего уровня двигателем М3 должна быть открыта электрическая задвижка ИМ1, а двигателем М4 – включен всасывающий вентилятор, опилки всасываются в большой бункер (ББ). Между включением вентилятора и открытием задвижки должно пройти определённое время (3 секунд). Всасывающий вентилятор включается на 2 минуты, после чего двигатель М4 отключается, а задвижка ИМ1 закрывается.

 

 

Рисунок 1 – Схема отгрузки опилок из строительного цеха

 

 

 

 

2 Разработка  программного обеспечения

 

2.1 Выбор  среды разработки

 

Для автоматизации вывоза опилок из строительного цеха необходимо выбрать среду разработки.

Свой  выбор я остановил на программном обеспечении LOGO! Soft Comfort. Критерии, по которым я сделал свой выбор, изложены ниже:

 

• Данная программа позволяет осуществлять разработку программ для логических модулей LOGO! от 6ED1… - 0BA0 до 6ED1… - 0BA6.
• Есть существенное преимущества в отличие от программирования с клавиатуры, т.к. обеспечивается наглядное представление всей программы, что приносит огромный плюс в плане простаты понимания программы.
• Позволяет производить разработку, отладку, документирование и архивирование программ LOGO! как в автономном, так и в интерактивном режиме.
• В нашем расположении  для разработки программ представлены языки LAD (язык релейно-контактных символов) и FBD.
• Программа может загружаться в логический модуль или записываться в модуль памяти, а также сохраняться на жестком диске компьютера.
• Возможность производить настройку параметров модулей и используемых функций.
• Запускать и останавливать выполнение программы логическим модулем.

 

Все перечисленные  преимущества ППП LOGO! Soft Comfort вполне удовлетворяют мои требования при автоматизизации плавки металла. 

 

 

2.2 Описание  функциональных блоков

 

Таблица 1

     Использованные функциональные  блоки

 

Наименование блока	Графическое изображение	Описание
Вход		Входной блок представляется в виде входной клеммы LOGO! В LOGO! имеются 24 цифровых входа
Выход		Выходной блок  представляется в  виде выходной клеммы LOGO! имеются 16 цифровых выхода. Выход всегда сохраняет сигнал предыдущего цикла программы. Это значение не изменяется в течение текущего цикла программы
Аналоговый вход		вход аналогового сигнала, подлежащего  обработке. В качестве входов используются соединительные элементы I7(AI1) или I8(AI2). Значению Uвх = 0÷10 В, соответствует внутреннее представление 0÷1000.
Реле блокировки		Сигнал на входе S устанавливает выход Q. Сигнал на входе R сбрасывает выход Q
AND		Выход функции И принимает значение 1 только тогда, когда входы равны 1, т.е когда они замкнуты. Неиспользуемому  входу блоку (х) назначается значение: х=1 Если на входе стоит  черная точка то значит этот вход инвертируется
Аналоговый компаратор (Analog Compactor)		Выход включается, если разность между Ax и Ay превышает установленное пороговое значение

 

 

2.3 Классификация  сигналов

 

Таблица 2

     Использованные сигналы.

 

Наименование входа/выхода	Наименование сигнала, датчика или  исполнительного механизма	Тип сигнала	Примечание
I1	Кнопка «Пуск» на дистанционном пульте управления	дискретный	входной сигнал
I2	Датчик обрыва каната (ДОК)	дискретный	входной сигнал
I3	Датчик верхнего положения вагонетки (ДВП)	дискретный	входной сигнал
I4	Датчик нижнего положения вагонетки (ДВП)	дискретный	входной сигнал
I5	Датчик перегрева двигателя (ДПД)	дискретный	входной сигнал
I6	Датчик заполнения бункера (ДЗБ)	дискретный	входной сигнал
АI1	Датчик натяжения каната (ДНК), определяет величину натяжения	аналоговый	входной сигнал
Q1	Сигнал на включение электродвигателя М2	дискретный	выходной сигнал
Q2	Сигнал задания направление движения вагонетки, если активный, то “вверх”; если неактивный, то “вниз”	дискретный	выходной сигнал
Q3	Сигнал на открытие задвижка ИМ1	дискретный	выходной сигнал
Q4	Сигнал на включение электродвигателя вентилятора М4	дискретный	выходной сигнал
Q5	Сигнал на закрытие крышки люка в  подвал (включение М1)	дискретный	выходной сигнал

 

3 Разработка  алгоритма технологического процесса.  

 

3.1 Составление  блок-схемы алгоритма.

Рисунок 2 - Алгоритм программы

 

 

4 Разработка  программного аналога

 

4.1 Листинг  программы 

 

 

Рисунок 3 - Листинг программы

 

 

4.2 Отладка и полное тестирование работы программы

Схемы автоматизации плавки металла в дуговых электропечах на

рисунках  4 –10.

 

 

Рисунок 4 – Схема начального положения дуговой электропечи

 

 

 

Рисунок 5 – Схема загрузки лома в дуговую  электропечь, при включении кнопки Пуск

 

Рисунок 6 – Схема прекращение подачи лома в загрузочный желоб, при срабатывания ДУ

 

 

Рисунок 7 – Схема включения напряжения на электродах, при срабатывании ДЗ

 

 

 

Рисунок 8 – Схема включения опрокидывания печи, при срабатывании ДТ

 

 

Рисунок 9 – Схема отключения опрокидования печи, при

срабатывании  ДО

 

 

 

 

 

Рисунок 10 – Схема конечного положения дуговой электропечи

 

Как показала тестирование  ошибок в данной программе  не найдено.

 

Заключение

 

В данной курсовой работе была составлена программа  в среде LOGO! SoftComfort для автоматизации вывоза опилок из строительного цеха.

Работа  была заключена в разработке программы, которая позволила осуществить  автоматизацию вызова опилок. Для реализации данного проекта мной были пройдены следующие этапы:

• Для начала была  осуществлена  постановка задачи, где описывалось, что именно необходимо автоматизировать и какие элементы необходимо использовать.
• Далее  стоял выбор среды разработки, он был остановлен на ППП LOGO! SoftComfort.Причины по котором был сделан этот выбор описывались выше.
• В следующем этапе были перечислены и описаны  используемые функциональные блоки. А также произведена  классификация сигналов, где определялось каким будет сигнал дискретным или аналоговым.
• Для упрощения и лучшего понимания программы была составлена блок – схема алгоритма. Она наглядно показывает последовательность реализации программы и расположения в ней функциональных блоков.
• Следующим этапом было написание листинга программы, что является самым главным в проекте. Написание программы в среде LOGO! SoftComfort  позволяет осуществить компьютерный вариант на модули и увидеть как данная программа будет осуществлена  в жизни.
• Конечным этапом было отладка и тестирования программы, что позволило проверить программу и наглядно показать все этапы технологического процесса.