Розробка робочої документації системи автоматизації процесу сушки молока з використанням контролера TSX Micro

Вступ

На сучасному етапі  розвитку країни на першому місці  постає  питання підвищення ефективності виробництва, покращення якості продукції  і росту продуктивності праці  на основі прискорення впровадження досягнень науки та техніки, підвищення технічного рівня та покращення виробництва.

В сьогоденні науково-технічного прогресу у харчовій промисловості  впровадження автоматизації на виробництва  посідає одне з головних місць  в підвищенні ефективності виробництва. Це є одним з основних заходів  по  зростанню продуктивності підприємства. Це дає змогу застосовувати поточні та неперервні способи виробництва, забезпечує підприємства високопродуктивним устаткуванням. Широке застосування автоматизованих систем управління зумовлюється значним ефектом, який досягається за рахунок забезпечення потрібної якості  продукції, зменшенню втрат цінних напівпродуктів та продуктів, зменшенню трудоємкості процесів виробництва.

Харчова промисловість, на сучасному етапі розвитку країни, являє собою складний виробничий комплекс народного господарства, створений великою кількістю підприємств та організацій, головною задачею яких є ефективна переробка сільгосппродуктів. Основним завданням є - підвищення ефективності виробництва, покращення якості продукції і росту продуктивності праці на основі прискорення впровадження досягнень науки та техніки, підвищення технічного рівня та покращення виробництва взагалі. Основним спрямуванням      розвитку    в    харчової      промисловості     є     постійна інтенсифікація технологічного виробництва та впровадження агрегатів більшої виробничої потужності при одночасному зменшенні його габаритів, енергоспоживання, металомісткості та зниження собівартості одиниці готової продукції. Також до основних напрямків розвитку виробництва сухого молока відносять, збільшення одиничної потужності обладнання, ефективність та економічність його роботи, збільшення якості виробництва зменшення втрат, вдосконалення засобів автоматизації та систем управління. А крім того, впровадження сучасних технологій і впровадження МПК дозволить суттєво покращити якість регулювання, наочне спостереження процесів, що дасть змогу більш ефективніше використовувати  обслуговуючий персонал і роботу оператора.

Ріст продуктивності праці, розробка нових технологій, спрямованих  на поліпшення якості продукції та підвищення ефективності виробництва, вимагають поновлення та вдосконалення систем управління на базі нових засобів вимірювання та автоматизації.

Автоматизація виробництва  забезпечує якісну та ефективну роботу технологічних дільниць тільки у випадку комплексного підходу до вирішення цієї задачі. При такому підході необхідно підготувати до автоматизації технологічне обладнання, технологію та вибрати необхідні засоби автоматизації для основних та допоміжних процесів.

У зв'язку з бурхливим  розвитком найновіших технічних засобів (мікропроцесорних пристроїв та ПЕОМ) з'явилась можливість створювати складні системи управління.  Такі системи прийнято називати комп'ютерно-інтегровані системи управління (КІСУ). Комп'ютерно-інтегроване виробництво можна визначити як єдину систему, що об'єднує різні підрозділи підприємства з метою отримання мінімальної собівартості та максимального прибутку від реалізації виробленої продукції.

Системи автоматизації  набувають нових властивостей системного характеру:

- впровадження комп'ютерних технологій та вдосконалення структури існуючих багаторівневих систем управління;

- використання сучасних програмних засобів для візуалізації технологічної інформації, її зберігання;

- інтелектуалізація  виконуваних  функцій  з   використанням   елементів штучного інтелекту.

Використання  в таких системах лише традиційних  підходів до керування не може дати задовільних результатів, оскільки процеси, що відбуваються в них надзвичайно складні, та зв'язані між собою.

   Особливостями процесів в харчовій промисловості є велика кількість та складність зв'язків між параметрами стану об'єктів; трудомісткість процедур побудови математичного опису і використання його результатів для практичних реалізацій; високий рівень похибок вимірювання технологічних параметрів, а іноді неможливість проведення вимірювання; необхідність приймати рішення для управління технологічними агрегатами і виробництвами в умовах неповної інформації про стан об'єкту і інших факторів. Поряд з цим практика впровадження систем автоматичного управління показує, що оператор - технолог часто вирішує задачі управління більш успішно, ніж автоматичні регулятори.

Світовий  досвід автоматизації виробництва  показує, що при створені систем управління загальна проблема розпадається на дві складові:

-   використання  типових рішень та структур, програмних

оболонок, які існують на ринку і мають комерційний характер;

         - адаптація готових рішень до  конкретних умов, забезпечення ефективності  функціонування з урахуванням  показників живучості, надійності, вартості. Саме остання складова потребує найбільших зусиль, застосування сучасних науково-технічних методів і проведення комплексних досліджень об'єкта в цілому. Підвищення продуктивності в харчовій галузі, розробка нової технології, спрямованої на поліпшення якості і підвищення ефективності виробництва - все це потребує удосконалення й відновлення систем керування на основі нових засобів вимірів та автоматизації.

1. Схема автоматизації
1. Опис схеми




В даному курсовому проекті розроблена система автоматизації, яка забезпечує регулювання, контроль і сигналізацію таких основних параметрів технологічного процесу ділянки сушки молока:

Витрата знежиреного  молока

Температура молока перед  подачею до сушильної камери

Витрата пари

Температура пари

Тиск пари в трубопроводі

Температура сухого  молока на виході з сушильної камери

Температура у сушарці 1. Контроль здійснюється датчиком температури SITRANS TF2 (1а) з уніфікованим вихідним сигналом 4-20 мА, який поступає на модуль аналогових входів контролера TSX AEZ 802.

Температура у сушарці 2. Регулювання здійснюється датчиком температури SITRANS TF2 (2а) з уніфікованим вихідним сигналом 4-20 мА, який поступає на модуль аналогових входів контролера TSX AEZ 802. МПК програмно реалізує ПІ-регулятор і видає сигнал на модуль аналогових виходів TSX ASZ 401. Управляючий сигнал з вихідного аналогового модуля 4-20 мА поступає на електропневматичний перетворювач ЕПП 3610j (2б), після якого пневматичний сигнал 20-100 кПа  подається на осьовий клапан з мембранним пневмоприводом НР 220 (2в).

Температура повітря. Регулювання здійснюється датчиком температури SITRANS TF2 (3а) з уніфікованим вихідним сигналом 4-20 мА, який поступає на модуль аналогових входів контролера TSX AEZ 802. МПК програмно реалізує ПІ-регулятор і видає сигнал на модуль аналогових виходів TSX ASZ 401. Управляючий сигнал з вихідного аналогового модуля 4-20 мА поступає на електропневматичний перетворювач ЕПП 3610j (3б), після якого пневматичний сигнал 20-100 кПа  подається на осьовий клапан з мембранним пневмоприводом НР 220 (3в).

Тиск у сушарці . Контроль здійснюється датчиком температури S PMC F31 (4а) з уніфікованим вихідним сигналом 4-20 мА, який поступає на модуль аналогових входів контролера TSX AEZ 802.

Тиск пари. Контроль здійснюється датчиком температури S PMC F31 (5а) з уніфікованим вихідним сигналом 4-20 мА, який поступає на модуль аналогових входів контролера TSX AEZ 802.

Витрата пари. Контроль здійснюється за допомогою чутливого елементу MAGFLO 3100 (6а), який поступає на мікропроцесорний вимірювальний перетворювач MAG 6000 звідки уніфікований сигнал 4-20 мА подається на модуль аналогових входів контролера TSX AEZ 802.

Вологість сухого молока. Контроль здійснюється датчиком Solarton (7а) з уніфікованим вихідним сигналом 4-20 мА, який поступає на модуль аналогових входів контролера TSX AEZ 802.




 

2. Специфікація на прилади та засоби автоматизації

Таблиця 1

№ п/п	№ позиції за схемою	Назва і технічна характеристика приладу	Тип, марка	Оди-ниця	К-сть	При-мітка
1	2	3	4	5	6	7
1	1а	Термометр опору рt100, вмонтований в корпус вимірювального приладу з вихідним сигналом 4-20 мА	SITRANS TF2	Шт.	1	ООО «Sie- mens»
2	2а	Термометр опору рt100, вмонтований в корпус вимірювального приладу з вихідним сигналом 4-20 мА	SITRANS TF2	Шт.	1	ООО «Sie- mens»
3	2б	Електропенвмоперетворю- вач з вмонтованим опозиціонером  4 ¸ 20 мА в 20 ¸ 100 кПа. Напруга живлення 24 В	ЕПП 3610j	Шт.	1	Фірма  EMER- SON
1	2	3	4	5	6	7
4	2в	Осьовий клапан з мембранним пневмоприводом, Dу = 50 мм, буд. довжина 300 мм; параметри середовища: температура до 300 0С	НР 220	Шт.	1	Фірма DanBoss
5	3а	Термометр опору рt100, вмонтований в корпус вимірювального приладу з вихідним сигналом 4-20 мА	SITRANS TF2	Шт.	1	ООО «Sie- mens»
6	3б	Електропенвмоперетворю- вач з вмонтованим опозиціонером  4 ¸ 20 мА в 20 ¸ 100 кПа. Напруга живлення 24 В	ЕПП 3610j	Шт.	1	Фірма  EMER- SON
7	3в	Осьовий клапан з мембранним пневмоприводом, Dу = 50 мм, буд. довжина 300 мм; параметри середовища: температура до 300 0С	НР 220	Шт.	1	Фірма DanBoss
8	4a	Датчик для вимірювання надлишкового, абсолютного тиску Pressure Transmitter cerabar. Вих. сигнал 4-20 мА	S PMC F31	Шт.	1	Фірма Endress+Hauser
9	5a	Датчик для вимірювання надлишкового, абсолютного тиску Pressure Transmitter cerabar. Вих. сигнал 4-20 мА	S PMC F31	Шт.	1	Фірма Endress+Hauser
10	6a	Чутливий елемент -  сенсор, температура  вимірювального середовища (-30…150) ºС, електроди Platinum Hastelloy.	MAGFLO 3100	Шт.	1	ООО «Siemens»
11	6б	Мікропроцесорний вимірювальний  перетворювач для сенсора, вихід  струмовий, релейний  та цифровий, точність ±0.5%	MAG 6000	Шт.	1	ООО «Siemens»
12	7а	Густиномір , діапазон вимірювання 0-3000 кг/м3.Похибка ± 0,15 кг/м3.Вихідний уніфікований сигнал 4-20 мА.	Solarton	Шт.	1	«Labtech complect» Німеччина
13	8а	Частотний перетворювач	L200P	Шт.	1	Hitachi




 

2. Принципові  схеми регулювання, сигналізації, управління




2.1. Принципові схеми  регулювання

Принципову схему регулювання  та управління зображено на 2-му листі  графічної частини дипломного проекту, а принципову схему сигналізації на 3-му. Всі вхідні сигали від датчиків поступають на вхідні ПЗО (модулі аналогових та дискретних входів) після чого програмно обробляються і поступають на вихідні ПЗО (модулі аналогових та дискретних виходів) і виконавчі механізми.

IF  SET %I.9

THEN %QW3.0:=0;

RESET %Q2.0;

% QW4.2:=0;

% QW4.3:=0;

% QW4.4:=0;

END_IF;

IF RESET % I.0

THEN %MW20:=900;

%MW21:=400;

%MW22:=100;

PID(‘TEMPERATYRA’,’ ‘,%IW3.0, %QW4.0, M5,%MW20:43);

END_IF;

IF %IW3.1:=10000

THEN %QW4.1:=0;

END_IF;

IF %IW3.1:=9000

THEN %QW4.1:=10000;

END_IF;

IF %IW3.3>=50

THEN %QW4.3:=10000

AND SET %I1.2

AND SET %1.1;

END_IF;

THEN %MW20:=9000;

%MW21:=4000;

%MW22:=100;

PID(‘’,’ ‘,%IW3.4,%QW4.4,%M12,%MW20:34);




END_IF.

 

2.2. Принципова  схема сигналізації

 Схема сигналізації 3-й лист графічного матеріалу  включає в себе світлову сигналізацію  технологічну сигналізацію про  входження технологічних параметрів в аварійні min та шах, та про роботу та відключення двигунів. Схема сигналізації реалізована на нижньому рівні АСУТП і візуалізована в дисплейній мнемосхемі.

Розглянемо на прикладі ланцюг проходження сигналу на принциповій  схемі сигналізації 3-й лист графічного матеріалу. За приклад візьмемо контур сигналізації температури в мішалці ошпарювача. Сигнал від датчика ДТ-100 з вихідним сигналом 4-20мА заводиться на модуль аналогових входів TSX AEZ 801 і підмикається до його входів %IW2.1 та %IW2.2. Модуль перетворює аналоговий елетричний сигнал у цифрову форму для програмної обробки, тобто:

%MW10:=10000; (аварійний mах 80°С) %MW11 :=8750; (аварійний min 70°С)

IF %IW2.1>%MW10 THEN SET%M100; (вікно  параметру на дисплейній мнемосхемі  стане червоним) ENDIF;

IF %IW2.1<%MW11 THEN SET%M101; (вікно  параметру на дисплейній мнемосхемі  стане зеленим) END_IF;

Сигналізація всіх інших параметрів працює аналогічно. Програма сигналізації наведена на 3-му листі графічного матеріалу.

If  %I1.0 then set %М2.0;

If  %I1.1 then set %М2.1;

If  %I1.2 then set %М2.2;

If  %I1.3 then set %М2.3;

If  %I1.4 then set %М2.4;




2.3. Принципова схема  управління двигунами

Схему управління електродвигунами М1, М2 при  живленні ланцюга управління фазною напругою зображено також на листі 2 графічного матеріалу. За даною схемою здійснюється місцеве управління відповідними приводами.

В ручному режимі роботи електродвигуна М1 при натисканні кнопки SB1.2 (кнопка “Пуск”) напруга 220 В подається  на  магнітний пускач КМ1, як наслідок замикається його контакт КМ1, що забезпечує блокування кнопки “Пуск”, тобто при відпусканні цієї кнопки схема продовжує працювати. Це явище називається самопідхватом. Магнітний пускач, в свою чергу,  і запускає двигун.

При натисканні кнопки SB1.1 (кнопка “Стоп”) електричний ланцюг розривається, на магнітний пускач не надходить струм, розмикається його само підхват, електродвигун зупиняється.

При перемиканні на автоматичний режим роботи електродвигуна М1 за допомогою  ключа SA1, управління відбувається дискретним виходом з промислового контролера КV1.

Двигун оснащений тепловим реле для захисту від перегріву. Отже, коли двигун перегрівається, розмикаються нормально замкнені контакти теплових реле КК1, розривається ланцюг і двигун зупиняється.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Принципова  електрична схема живлення

Для функціонування системи  автоматизації потрібне її електричне живлення.

Проектування систем електроживлення здійснюють на основі завдання на проектування функціональної схеми автоматизації (лист 1), принципової  електричної схеми регулювання, управління та сигналізації (лист 2).

 Джерело живлення  має забезпечити потрібні електроприймачам напругу і потужність, достатні для того, щоб відхилення напруги не перевищувало значень, за яких порушується нормальна робота електроприймачів:

– контрольно-вимірювальні та реґулюючі прилади – +5% номінального;

– апаратура схеми управління та сиґналізації, включно з реле – 5…10% номінального.

У щитах та збірках  живлення розташовують апаратуру захисту  й управління живильної і розподільної мережі. Їх вибір та розташування повинні  насамперед забезпечити надійність, зручність і безпеку експлуатації системи електроживлення.

Електроприймачі систем автоматизації, встановлені на щитах  управління і в релейних шафах  й окремо стоячі, як правило, живляться  через щити та збірки живлення, розташовані  на мінімально можливих відстанях від  відповідних електроприймачів.




Проектування живильної мережі системи електроживлення включає  в себе вибір напруги, кількості  фаз і проводів, вибір конфіґураційної  живильної мережі та вирішення питань резервування; вибір та розташування апаратів захисту й управління.

Вибір напруги живильної  мережі визначається напругою в колах  живлення приладів і засобів автоматизації  з урахуванням напруг, прийнятих  у системі постачання електроенергією  об’єкта, що автоматизується. Найпоширеніші  в системах електропостачання промислових підприємств чотирипровідні мережі трифазного змінного струму напругою 380/220 В з глухим заземленням нейтралі.

Вибір кількості фаз  і проводів живильної мережі відбувається залежно від кількості фаз  та напруги живлення приладів й засобів  автоматизації.

Вибір конфіґурації живильної  мережі відбувається залежно від  категорійності об’єкта, що автоматизується, та розташування щитів і збірок

живлення щодо джерел живлення.

Апарати захисту й  управління в живильних мережах  встановлюють в місцях приєднання до джерела живлення і на вводах у щити та збірки живлення систем автоматизації в нормально не заземлених фазних провідниках.

Ввідний кабель живлення через автоматичний вимикач заводиться в щит живлення. Ввідний кабель живлення дає напругу 220 В змінного струму, що застосовується для живлення майже всіх електроприймачів.

Як апаратуру захисту  й управління застосовують автоматичні  вимикачі SF1..SF11 з електромагнітним розчеплювачем для захисту від  короткого замикання.

Переваги автоматичних вимикачів у тому, що при їх використанні можливість неповнофазних відключень відсутня. Крім того, автоматичні вимикачі

зручні в експлуатації, безпечні в роботі, передбачена їх багаторазова експлуатація.

Вибір характеристик  апаратів захисту й управління здійснюється з урахуванням основних вимог ПУЭ. Номінальна напруга Uн.а. апаратів захисту та управління повинна бути більшою або дорівнювати номінальній напрузі мережі Uн.с., а номінальний струм Ін.а. рубільника, пакетного вимикача, тумблера, автомата і плавкої вставки – більшим або дорівнювати розрахунковому (номінальному) струму кола Ір.

При виборі безінерційних  запобіжників необхідно враховувати, що плавка вставка не повинна перегорати при короткочасних збільшеннях  струму кола, наприклад при запуску  електродвигунів.




При виборі характеристик апаратів захисту для двигунів слід враховувати пусковий струм двигуна:

Іпуск = kд*Ін,

де kд – кратність  пускового стуму.




Зокрема, при виборі запобіжників для захисту електродвигуна Іп.вст. ≥ 0,4Іпуск, а при виборі стуму  уставки електромагнітного розмикаючого автомата Іуст.ел.магн. ≥ 1,25Іпуск. У колах управління та сиґналізації плавкі вставки запобіжників вибирають з умови:

Іп.вст. ≥ ∑Ір + 0,1∑І′в   , де

∑Ір – номінальний  сумарний струм, споживаний котушками  апаратів, сиґнальними лампами та іншими елементами схеми при її одночасній роботі;

∑І′в – найбільший сумарний струм, споживаний при вмиканні котушок апаратів, що вмикаються одночасно.

При виборі апаратури  захисту в розподільчих мережах  частіше віддають перевагу комплекту  пакетний вимикач-запобіжник, або ж встановлюють автоматичні вимикачі. В даній роботі ля зниження напруги переносного електроінструменту використовується понижуючий трансформатор (220/36 В) типу ОСМ1-0.25, в його вихідному колі встановлено запобіжник типу ПТ. Для стаціонарного освітлення використовується лампа ЕL1.

Розраховуємо номінальні струми розмикачів автоматичних вимикачів  за формулою:

,

де  - номінальна потужність електроприймача, Вт;

     - номінальна напруга електроприймача В;

      - коефіцієнт потужності,

Розраховуємо номінальні струми розмикачів автоматів:

• для загального живлення:

 

• для внутрішнього освітлення:
• для електроінструменту та переносного освітлення з напругою 220В:




• для електроінструменту та переносного освітлення з напругою 36В постійного струму:
• для блока живлення контролера TSX PSY 2600M:
• для блока живлення аналогових входів модуля TSX AEZ 802:
• для блока живлення дискретних виходів модуля TSX DMZ 28DR:
• магнітні пускачі:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




4. Проектне компонування мікропроцесорних контролерів

Документація на замовлення мікропроцесорного контролера (МІЖ) тісно пов'язана з завданням на виготовлення щитів і пультів, оскільки в щитових конструкціях розміщується, як сам МІЖ, так і його блоки живлення.

Основним документом при замовленні МІЖ є замовна специфікація в якій вказується модель, кількість модулів та їх опис.

Замовна специфікація наведена нижче в табл. 2.

                                                     Замовна специфікація

Таблиця 2

№ п/п	Найменування блока, його параметри	Кількість
1	2	3
TSX Місго 3722	Мікропроцесорний контролер середньої канальності	1
TSX AEZ 802	Напівформатний модуль аналогових входів, 8 входів	1
TSX ASZ 401	Напівформатний модуль аналогових виходів, 4 виходи	1
TSX DMZ 28DR	Модуль дискретних входів-виходів, 12 виходів	1




 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Загальна характеристика пункту управління

Місце розміщення пунктів  управління визначається з врахуванням  особливостей технологічного процесу, норм протипожежних вимог будівельного проектування компонованих будівельних рішень прийнятих в різних галузях промисловості, зручності управління автоматизованим об’єктом.

При проектуванні щитових  приміщень дотримуються наступних  вимог, які розглянуті нижче.

Щитові приміщення не слід розміщувати у виробничих приміщеннях  з надлишковим тепловиділенням, наявністю шкідливих газів, технологічним процесом з виділенням вологи, під вентиляційними камерами загальнообмінної вентиляції.




Пункти управління не повинні піддаватися впливу вібрацій, магнітних полів, що виникають від електротехнічних установок та обладнань. Наявність магнітних полів в місці розташування щитового приміщення може викликати додаткову похибку приладів.

Між виробничими  приміщеннями і пунктами управління повинне забезпечуватися сполучення. Коридори, що ведуть в щитове приміщення управління не повинні ускладнювати транспортування щита та іншого обладнання, що в них встановлюється.

Проект повинен передбачати  наявність в операторському просторі таких функціональних зон:

• операторського контролю та управління;
• визначення показників та інших розрахунків;
• загальної інформації з мнемосхемою;
• відпочинку.

Через щитові приміщення не можна прокладати транзитні трубопроводи опалення, водопостачання, каналізації, вентиляції, технологічні трубопроводи, газові трубопроводи.

Параметри оточуючого середовища повинні створювати комфортні умови

 

для роботи оператора: температура 19-20°С, відносна вологість 40-60%, рівень шуму не більше 70 дБел, вентиляція приміщення повинна забезпечити п’яти кратний обмін очищеного повітря за годину, природне освітлення не менше 100% (площа вікон до площі підлоги 12-18%), освітленість 100-150Люкс.

В якості засобів  пожежегасіння в пунктах управління слід застосовувати вуглекислотні і порошкові вогнегасники, а також пісок і інші засоби пожежегасіння.

Електрична і трубна проводки в пунктах управління повинні бути прокладені закритим способом. Для цього можуть використовуватись спеціальні канали або подвійні поли чи кабельні поверхи, короби чи захисні труби.

Підлога в щитових  приміщеннях повинна бути не електропровідною, що дозволяє значно підвищити електробезпеку цих приміщень. Вона не повинна допускати проникнення вологи і шкідливих газів.

Вихід з щитового приміщення в виробниче з хімічно активним середовищем повинний виконуватись через коридор.




Приміщення пунктів  управління повинні мати вікна, що забезпечують достатнє природне освітлення.

В приміщеннях щитів  управління повинне бути  передбачене  робоче і аварійне освітлення як від  загальної мережі так і від  мережі аварійного освітлення об’єкта, що автоматизується.

При установці щитів в щитових приміщеннях необхідно виконувати вимоги діючих правил про допустиму ширину проходів між рядами щитів, відстанями між струмоведучими частинами приладів і апаратів розташованих  на протилежно встановлених рядах щитів.

При проектуванні щитових конструкцій виконують наступну послідовність дій:

• вибір типу та конструкції щита, його розміру;
• розміщення приладів всередині щита;
• визначення кількості комутаційних затискачів;

- вибір електричної  та трубної проводки.

Вибір типу та конструкції щита визначається в першу чергу його експлуатаційним призначенням та відношенням площі моторного і сенсорного полів. Оскільки проектований щит буде знаходитися в спеціальному приміщенні, то необхідно застосовувати щит панельний.

По висоті на панелях  щитів прийнято розташовувати апаратуру в декілька рядів, як правило в 2-3 ряди. Рекомендований діапазон для розміщення приладів 900-1900 мм. Показуючі прилади монтують на висоті 800-1900 мм, а регулюючі – на висоті 900-1900 мм. Оперативну апаратуру контролю та управління слід розташовувати на висоті 800-1600 мм. На щиті прилади розміщуються симетрично, мінімальна відстань між сусідніми приладами повинна бути 30-60 мм. Написи в рамках під приладами повинні бути лаконічними, повністю визначати призначення елемента.

В даному випадку, щоб забезпечити розміщення усіх засобів автоматизації, приладів та апаратів, для щита оператора доцільно взяти щит панельний каркасний закритий з права типу ЩПК-ЗП. Враховуючи габаритні розміри приладів відстані між ними, обираємо такі габарити щита: 2200×1000×600 мм.




Розміщення і з'єднання  апаратури електроживлення виконуємо  відповідно до схеми електроживлення.

Вид на внутрішні площини  щита живлення і перетворювачів у  масштабі 1:50 зображено на графічному матеріалі (лист 3).

Після розташування апаратури, клемних збірок в середині щита вибирають електричну проводку в залежності від призначення і умов прокладання. При виборі електричної проводки враховують допустиме струмове навантаження (опір лінії) і тип приєднувальних пристроїв.

В пункті управління, який розміщений в окремому приміщенні, знаходиться:

1. Щит управління.
2. Стіл оператора  з ПК, на якому встановлена SCADA програма, та принтером.
3. Крісло оператора.

Компонування пункту управління даного проекту зображено  на графічному матеріалі (лист 3) у масштабі 1:50.




1. Таблиця з'єднання електричних проводок

                                                                                              Таблиця 3.

Провід ник	Звідки йде	Куди надходить	Дані проводу	Примітка
1	2	3	4	5
	Внутрішньо  щитові проводки
1	TSX DMZ 28DR: 20	XT1:1	ПВ1 - 0,5мм²
2	TSX DMZ 28DR: 22	XT1:2
3	TSX AEZ 802: 1	XT1:3
4	TSX AEZ 802: 3	XT1:4
5	TSX AEZ 802: 5	XT1:5
6	TSX AEZ 802: 7	XT1:6
7	TSX AEZ 802: 9	XT1:7
8	TSX AEZ 802: 11	XT1:8
9	TSX AEZ 802: 13	XT1:9
10	TSX ASZ 401: 1	2б:1
11	TSX ASZ 401: 2	2б:2
12	TSX ASZ 401: 5	3б:1
13	TSX ASZ 401: 6	3б:2
14	TSX ASZ 401: 9	XT1:10
15	TSX ASZ 401: 10	XT1:11
N801	TSX PS 2600M:N	G1:2
	G1:2	TSX AEZ 802: 14
	TSX AEZ 802: 14	TSX AEZ 802: 12
	TSX AEZ 802: 12	TSX AEZ 802: 10
	TSX AEZ 802: 10	TSX AEZ 802: 8
	TSX AEZ 802: 8	TSX AEZ 802: 6
	TSX AEZ 802: 6	TSX AEZ 802: 4
	TSX AEZ 802: 4	TSX AEZ 802: 2
902	G1:0B	TSX DMZ 28DR:35
	TSX DMZ 28DR:35	TSX DMZ 28DR:30
	TSX DMZ 28DR:30	TSX DMZ 28DR:25
	TSX DMZ 28DR:25	TSX DMZ 28DR:21
1	2	3	4	5
Права стінка
A800	Дж. живлення	SF1:1	ПВ1 - 0,5мм²
	SF1:1	SF2:1
	SF2:1	SF3:1
N800	Дж. живлення	SF1:3
	SF1:3	EL0:2
	EL0:2	TV1:2
	TV1:2	X1:1
A801	SF1:2	SF4:1
	SF4:1	SF5:1
	SF5:1	SF6:1
N801	SF1:4	HA1:2
	HA1:2	TSX PS 2600M:N
A802	SF2:2	EL0:1
A803	SF3:2	TV1:1
	TV1:1	X1:2
A805	SF4:2	TSX PS 2600M:L
A806	SF5:2	G1:1
A807	SF6:2	XT1:12
A808	SF9:2	XT1:13
B808	SF9:4	XT1:14
C808	SF9:6	XT1:15
A809	SF9:2	XT1:16
B809	SF9:4	XT1:17
C809	SF9:6	XT1:18
A810	SF10:2	XT1:19
B810	SF10:4	XT1:20
C810	SF10:6	XT1:21
900	TV1:3	X2:1
901	TV1:4	X2:2




 

Таблиця 4.

Провід ник	Звідки йде	Куди надходить	Дані проводу	Примітка
1	2	3	4	5
	Зовнішні  проводки
1	XT1:1	KV1:1	КВВГ 4*1
2	XT1:2	KV2:1
3	XT1:3	1a:1
4	XT1:4	2a:1
1	2	3	4	5
5	XT1:5	3a:1	КВВГ 4*1
6	XT1:6	4a:1
7	XT1:7	5a:1
8	XT1:8	6б:1
9	XT1:9	7a:1
14	XT1:10	ATV: COM0
15	XT1:11	ATV: AL2
A807	XT1:12	КV1:2
	КV1:2	КV2:2
A808	XT1:13	ПМЕ 111: L1
B808	XT1:14	ПМЕ 111: L2
C808	XT1:15	ПМЕ 111: L3
A809	XT1:16	ПМЕ 111: L1
B809	XT1:17	ПМЕ 111: L2
C809	XT1:18	ПМЕ 111: L3
A810	XT1:19	ATV: L1
B810	XT1:20	ATV: L2
C810	XT1:21	ATV: L3




 




6. Дисплейні мнемосхеми

В даній роботі використано  дисплейний спосіб подання інформації про хід технологічного процесу. Основним елементом дисплейного  способу поданої інформації є  екранна мнемосхема, яка не тільки відображає стан об’єкта, але й дозволяє управляти ним.

Існують такі типи мнемосхем: постійна, спливаюча та діалогова. Перша  постійно знаходиться на екрані, її можна пересувати але не можна  вилучити. Її застосовують для головного  вікна екрану. Спливаюча мнемосхема з’являється на екрані за викликом і може бути в будь-який момент вилучена. Кількість постійних спливаючих мнемосхем, які одночасно знаходяться на екрані, не обмежена. Діалоговою мнемосхемою керують так як спливаючою, але одночасно на екрані може знаходитись тільки одна діалогова мнемосхема.

Як правило мнемосхеми використовують таким чином. Постійна мнемосхема надає загальну картину  технологічного процесу. Спливаючі  мнемосхеми, які викликаються з постійної, дозволяють отримувати більш детальну картину на окремій ділянці технологічного процесу. І, нарешті, невеликі діалогові мнемосхеми дають детальну інформацію про кожен апарат та його органи управління.

Будова мнемосхеми, як правило пошарова. Перший шар –  це шар графічних примітивів, який містить зображення статичних та динамічних елементів. Другий шар – об’ємний. В ньому знаходяться зображення реєстраторів, індикаторів та командоапаратів.

Для відображення зміни  дискретної змінної на мнемосхемі використовують зміну тексту або кольору фону відповідного графічного позначення (прямокутник, коло). При цьому цей елемент мнемосхеми може бути як активним так і пасивним. В першому випадку він об’єднує функції індикатора стану дискретної змінної та кнопки вводу її нового значення, у другому тільки індикатора.

Стан аналогової змінної  та позиційна індикація стану виконується з допомогою числового поля. Цифровий індикатор може бути пасивним або активним. Зазвичай він має кнопку вводу нового значення аналогової змінної.




Реєстратор (тренд) являє собою  прямокутне вікно зі шкалою, обрамленням та масштабною сіткою. У вікні подаються графіки зміни значень кількох аналогових змінних у реальному масштабі часу.

Таблиця аналогових змінних

Таблиця 5

Ім’я змінної	Клас	Адреса	Настроювання
			Пер. опит.	Перетворення		Аварійні межі
				Конт. одиниці	Фіз. Одиниці	Ав.  мін.	Перед ав. мін.	Перед ав. макс.	Ав. макс.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Темп. у сушарці 1	Зовн.	%IW3.0	0,1c	0-10000	-50-+200 °С	100	-	-	120
Темп. у сушарці 2	Зовн.	%IW3.1	0,1c	0-10000	-50-+200 °С	150	-	-	170
Темп. повітря	Зовн.	%IW3.2	0,1c	0-10000	-50-+200 °С	180	-	-	200
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тиск в сушарці	Зовн.	%IW3.3	0,1c	0-10000	0-200 кПа	70	-	-	85
Тиск пари	Зовн.	%IW3.4	0,1c	0-10000	0-250 кПа	190	-	-	205
Витрата пари	Зовн.	%IW3.5	0,1c	0-10000	0-300 м3/год	50	-	-	70
Вологість сухого молока	Зовн.	%IW3.6	0,1c	0-10000	0-100%	3	-	-	5
Рег.Темп. у сушарці 2	Зовн.	%QW4.0	0,1c	0-10000	-50-+200 °С	150	-	-	170
Рег.Темп. повітря	Зовн.	%QW4.1	0,1c	0-10000	-50-+200 °С	180	-	-	200
Частот. перетвор	Зовн.	%QW4.2	0,1c	0-10000	0-3000об/хв	-	-	-	-




 

 




Таблиця дискретних змінних

Таблиця 6

			Настроювання
Ім’я	Клас	Адреса	Період	Тип	Зміст приставки
змінної			опитування	події	Перехід в 0	Перехід в 1
1	2	3	4	5	6	7
1-й магнітний пускач	Зовнішня	%Q2.0	3 c	Інформаційний	Вимкнений	Ввікменений
2-й магнітний пускач	Зовнішня	%Q2.1	3 c	Інформаційний	Вимкнений	Ввікменений






 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця мнемосхем проекту

Таблиця 7.

Назва мнемосхеми	Тип мнемосхеми	Призначення мнемосхеми
1	2	3
Основна	Постійна	Головна мнемосхема проекту. На ній  зображена спрощена машино-апаратурна схема відділу сушки жому. На мнемосхему нанесені елементи візуалізації процесу у вигляді динамічних зображень рівня, елементів для виведення значень технологічних параметрів, кольорова індикація цих параметрів для сигналізації критичних значень величин та елементи керування процесом: кнопки переходу в інші мнемосхеми.
Тренди	Спливаюча	На даній мнемосхемі можна спостерігати за зміною регульованих змінних у вигляді трендових  діаграм в режимі реального часу, ведення історії процесу.
Аварії	Спливаюча	На даній мнемосхемі фіксуються усі аварії технологічного процесу. Відкривається автоматично  при виникненні аварійної ситуації, або користувачем при натисненні відповідної кнопки на головній мнемосхемі. Ведеться журнал аварій.
CEL	Спливаюча	Дана мнемосхема є журналом подій в якій відображається всі зміни завдань, аварії та перезапуски систем.




 

 




 

Рис.1. Мнемосхема

Рис.2. Тренд температура в сушарці 2

 

 




Рис.3. Тренд температура повітря

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Список літератури:

1. Волошин 3. С., Макаренко Л. П., Яцковскій П. В. «Автоматизация сахорного производства». – 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1990.
2. Ладанюк А.П., Трегуб В.Г., Ельперін І.В., Цюцюра В.Д.:               

„Автоматизація технологічних  процесів і виробництв харчової промисловості”, - К.: Аграрна освіта, 2001,- 478 с.

3. Трегуб В.Г., Ладанюк А.П., Плужников Л.Н. : “Проектирование, монтаж й експлуатация систем автоматизации в пищевой промышености”, - М.: Агропромиздат, 1995, -536 с.
4. Ельперін І.В.: „Промислові контролери. Навчальний посібник ”,- К.:НУХТ, 2003,-319 с.
5. Мережа Internet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Зміст

Вступ……………………………………………………………………………..…..3

1. Схема автоматизації…………………………………………………………..…6

   1.1. Опис схеми…………………………………………………………………...6

   1.2. Специфікація  приладів та засобів автоматизації………………………....7

2. Принципові схеми  регулювання, сигналізації управління…………………..9

   2.1. Принципові  схеми регулювання…………………………………………...9

   2.2. Принципова  схема сигналізації………………………………….………..10

   2.3. Приципова схема  управління двигунами……………………………..…11

3. Принципова електрична  схема живлення …………………………….……..12

4. Проектне компонування мікропроцесорних контролерів………………….16

5. Загальна характеристика  пункту управління………………………………..17

   5.1. Таблиці з’єднань електричних проводок……………………...…….…..20

6. Дисплейні мнемосхеми  ……………..………………………………………....22

Список літератури…………………………………………………………….…..28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ  ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовий проект

на тему:

“Розробка робочої документації системи автоматизації процесу сушки молока з використанням контролера TSX Micro.”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                    Розробив:             

                                                                                                                              

 

                                                                                                                       Керівник:                                                                                                                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Київ  2013