Erstellen Sie ein SPS-Programm zur Alarmanzeige in der Prozesssteuerungsbranche. Lernen Sie die SPS-Programmierung anhand dieses Industriebeispiels.
Alarmanzeige in der Prozesssteuerung
In vielen Branchen gibt es viele Maschinen, die viele Aufgaben automatisch ausführen. In Systemen oder Prozessen werden viele Sensoren und Komponenten verwendet.
Manchmal kann der Bediener die Probleme von Maschinen oder Systemen nicht durch visuelle Beobachtungen erkennen. Und manchmal besteht auch die Möglichkeit, dass die Maschine aufgrund eines Problems nicht mehr funktioniert.
Problemdiagramm
SPS-Lösung
Wir können dieses Problem lösen, indem wir Alarme in Systeme oder Prozesse einfügen. Alarme werden hinzugefügt, um den Bediener zu warnen, diese Maschinen/Prozesse zu überwachen, die kurz davor sind, ihre Grenzwerte zu überschreiten oder die Grenzwerte bereits überschritten haben.
Alarme werden dem Bediener durch Melder oder Hupen und Lichter in verschiedenen Farben auf dem Bedienfeld angezeigt. (Zum Beispiel bedeuteten grüne Lichter OK, Gelb bedeutete nicht OK und Rot bedeutete SCHLECHT.)
Der Zweck von Alarmen besteht darin, Automatisierung zu nutzen, um menschliche Bediener bei der Überwachung und Steuerung von Prozessen zu unterstützen und sie auf abnormale Situationen in der Anlage aufmerksam zu machen.
Eingehende/Eingangsprozesssignale werden kontinuierlich überwacht, und wenn der Wert eines bestimmten Signals in einen abnormalen Zustand gerät, informiert ein visueller und/oder akustischer Alarm den Bediener über die Situation.
Wir können Alarme für das System auf verschiedene Weise konfigurieren, z. B. über MIMIC, Anzeigelampen auf der Schalttafel, SCADA, HMI usw.
Für unsere Problemdiskussionen haben wir ein einfaches System betrachtet und Alarme für das System konfiguriert.
Betrachten wir beispielsweise einen Füll- und Entladeprozess und in diesem System möchten wir einige Alarme berücksichtigen. Wir werden den Alarm mithilfe von Lampen auf der Schalttafel anzeigen.
Betrachten wir beispielsweise die folgenden Alarme für unser System:
- Not-Aus gedrückt
- Fehler Zufuhrventil offen
- Fehler Zufuhrventil geschlossen
- Fehler Auslassventil offen
- Fehler Auslassventil geschlossen
Hierbei handelt es sich alles um Fehler, daher verwenden wir alle roten Farbanzeigen wie in der obigen Abbildung gezeigt.
Liste der Ein- und Ausgänge in der SPS
Eingabeliste
- Zyklusstart: I0.0
- Zyklusstopp: I0.1
- Niedriger Füllstandschalter, LL: I0.2
- Hocher Füllstandschalter, LH: I0.3
- Zufuhr-VLV offen LS: I0.4
- Zufuhr-VLV geschlossen LS: I0.5
- Disc.-VLV offen LS: I0.6
- Disc. VLV schließen LS: I0.7
- Not-Aus: I1.0
- RESET: I1.1
Ausgabeliste
- Zyklus EIN: Q0.0
- Zufuhrventil: Q0.1
- Scheibenventil: Q0.2
- SUMMER: Q0.3
- Not-Aus gedrückt: Q0.4 (Anzeigelampe)
- Zufuhr-VLV offen Fehler: Q0.5 (Anzeigelampe)
- Zufuhr-VLV geschlossen Fehler: Q0.6 (Anzeigelampe)
- Scheiben-VLV offen Fehler: Q0.7 (Anzeigelampe)
- Scheiben-VLV geschlossen Fehler: Q1.0 (Anzeigelampe)
SPS-Programm zur Alarmanzeige im Prozess Steuerung
Logik erklärt
In dieser Anwendung haben wir Siemens S7-300 PLC und TIA Portal Software zur Programmierung verwendet.
Netzwerk 1:
In Netzwerk 1 haben wir einen Verriegelungskreis für den Zyklus-EIN-Ausgang (Q0.0) verwendet. Er kann durch Drücken von Zyklus START PB (I0.0) gestartet und durch Drücken von STOP PB (I0.1) gestoppt werden.
Wenn der Zyklus gestartet wird, prüft das System den Füllstand des Tanks. Wenn der Tankfüllstand niedrig ist, wird der Zuführprozess gestartet, und wenn der Tankfüllstand hoch ist, wird der Entladezyklus gestartet.
Netzwerk 2:
Wenn der Tank einen niedrigen Pegel erreicht, wird LL (I0.2) aktiviert und der Zuführzyklus wird eingeschaltet. Hier haben wir den Öffnerkontakt von LH (I0.3) verwendet, sodass der Zuführzyklus gestoppt wird, wenn die SPS einen hohen Pegel erkennt.
Netzwerk 3:
Wenn der Tank einen hohen Pegel erreicht, wird LH (I0.3) aktiviert und der Entladezyklus wird eingeschaltet.
Hier haben wir den Öffnerkontakt von LL (I0.2) verwendet, sodass der Zuführzyklus gestoppt wird, wenn die SPS einen niedrigen Pegel erkennt.
Netzwerk 4:
Wenn das System einen Not-Aus-Eingang (I1.0) empfängt, aktiviert es den Ausgang „Not-Aus gedrückt“ (Q0.4) und der Bediener erhält eine Alarmmeldung.
Netzwerk 5:
In diesem Netzwerk haben wir einen Alarm für einen offenen Zuführ-VLV-Fehler (Q0.5) konfiguriert. Wenn das Zuführventil eingeschaltet ist und kein offenes Zuführ-VLV (I0.4) erkannt wird, wird der Timer gestartet und nach 5 s wird der Alarm für einen offenen Zuführ-VLV-Fehler (Q0.5) eingeschaltet.
Netzwerk 6:
In diesem Netzwerk haben wir einen Fehleralarm für das Zufuhrventil „VLV schließen“ (Q0.6) konfiguriert. Wenn das Zufuhrventil geschlossen ist und kein Zufuhrventil „VLV schließen LS“ (I0.5) erkannt wird, startet der Timer und nach 5 s ist der Fehleralarm für das Zufuhrventil „VLV schließen“ eingeschaltet (Q0.6).
Netzwerk 7:
In diesem Netzwerk haben wir einen Fehleralarm für das Scheibenventil „VLV öffnen“ (Q0.7) konfiguriert. Wenn das Scheibenventil geschlossen ist und kein Scheibenventil „VLV öffnen LS“ (I0.6) erkannt wird, startet der Timer und nach 5 s ist der Fehleralarm für das Scheibenventil „VLV öffnen“ eingeschaltet (Q0.7).
Netzwerk 8:
In diesem Netzwerk haben wir einen Fehleralarm für das Scheibenventil „VLV schließen“ (Q1.0) konfiguriert. Wenn das Scheibenventil geschlossen ist und kein Scheibenventil „VLV schließen LS“ (I0.7) erkannt wird, startet der Timer und nach 5 s ist der Fehleralarm für das Scheibenventil „VLV schließen“ eingeschaltet (Q1.0).
Netzwerk 9:
In diesem Netzwerk haben wir für alle Alarme einen SUMMER konfiguriert. Wenn ein Alarm erkannt wird, wird der SUMMER (Q0.3) aktiviert und kann durch Drücken von RESET (I1.1) ZURÜCKGESETZT werden.
Netzwerk 10:
Der Bediener kann den SUMMER durch Drücken von RESET (I1.0) zurücksetzen.
Testfälle
Hinweis: Die obige SPS-Logik liefert eine grundlegende Vorstellung von der Anwendung der SPS bei der Alarmanzeige eines Prozesses. Die Logik ist begrenzt und stellt keine vollständige Anwendung dar.
