Создайте программу ПЛК для индикации аварийных сигналов в отрасли управления процессами. Изучите программирование ПЛК на этом промышленном примере.
Индикация аварийных сигналов в управлении процессами
Во многих отраслях промышленности есть много машин, которые выполняют множество задач автоматически. В системе или процессе используется множество датчиков и компонентов.
Иногда оператор не может определить проблемы машины или системы с помощью визуальных наблюдений. А также иногда есть вероятность, что машина перестанет работать из-за какой-то проблемы в ней.
Схема проблемы
Решение ПЛК
Мы можем решить эту проблему, добавив аварийные сигналы в систему или процесс. Аварийные сигналы добавляются для оповещения оператора о необходимости отслеживать, что машина/процесс вот-вот перейдет свои предельные значения или уже перешел предел.
Аварийные сигналы оператору сообщаются сигнализатором или гудками, а также разноцветными индикаторами на панели. (Например, зеленый свет означает «ОК», желтый означает «НЕ ОК», а красный означает «ПЛОХО».)
Целью сигнализации является использование автоматизации для помощи операторам-людям в отслеживании и управлении процессами, а также оповещение их о нештатных ситуациях на предприятии.
Входящие/входящие сигналы процесса постоянно отслеживаются, и если значение данного сигнала переходит в нештатное состояние, визуальный и/или звуковой сигнал тревоги информирует оператора о ситуации.
Мы можем настроить сигналы тревоги для системы различными способами, такими как MIMIC, индикаторные лампы на панели управления, SCADA, HMI и т. д.
Для обсуждения наших проблем мы рассмотрели одну простую систему и настроили сигналы тревоги для системы.
Например, рассмотрим один процесс наполнения и выгрузки, и в этой системе мы хотим рассмотреть некоторые сигналы тревоги, мы будем отображать сигналы тревоги с помощью ламп на панели управления.
Например, рассмотрим следующие сигналы тревоги для нашей системы:
- Нажата кнопка аварийного останова
- Ошибка открытия клапана подачи
- Ошибка закрытия клапана подачи
- Ошибка открытия выпускного клапана
- Ошибка закрытия выпускного клапана
Здесь все ошибки, поэтому мы берем все красные цветовые обозначения, как показано на рисунке выше.
Список входов и выходов в ПЛК
Список входов
- НАЧАЛО цикла: I0.0
- ОСТАНОВКА цикла: I0.1
- Переключатель низкого уровня, LL: I0.2
- Переключатель высокого уровня, LH: I0.3
- Открытие VLV подачи LS: I0.4
- Закрытие VLV подачи LS: I0.5
- Открытие VLV диска LS: I0.6
- Открытие VLV диска. VLV закрыть LS : I0.7
- Аварийная остановка : I1.0
- СБРОС : I1.1
Список выходов
- Цикл ВКЛ : Q0.0
- Клапан подачи : Q0.1
- Дисковый клапан : Q0.2
- ЗУММЕР : Q0.3
- Аварийная остановка нажата : Q0.4 (индикаторная лампа)
- Ошибка открытия VLV подачи : Q0.5 (индикаторная лампа)
- Ошибка закрытия VLV подачи : Q0.6 (индикаторная лампа)
- Ошибка открытия VLV диска : Q0.7 (индикаторная лампа)
- Ошибка закрытия VLV диска : Q1.0 (индикаторная лампа)
Программа ПЛК для индикации аварийного сигнала в процессе Управление
Объяснение логики
В этом приложении мы использовали Siemens S7-300 PLC и программное обеспечение TIA Portal для программирования.
Сеть 1:
В сети 1 мы использовали схему фиксации для выхода цикла ВКЛ (Q0.0). Его можно запустить, нажав цикл START PB (I0.0) и STOP, нажав STOP PB (I0.1).
Когда цикл будет START, система проверит уровень в баке. Если уровень в баке низкий, то начнется процесс подачи, а если уровень в баке достигнет высокого, то НАЧНЕТСЯ цикл выгрузки.
Сеть 2:
Когда уровень в баке достигает низкого значения, активируется LL (I0.2) и включается цикл подачи. Здесь мы взяли NC-контакт LH (I0.3), поэтому, когда ПЛК обнаружит высокий уровень, он ОСТАНОВИТ цикл подачи.
Сеть 3:
Когда уровень в баке достигает высокого значения, активируется LH (I0.3), и включается цикл выгрузки.
Здесь мы взяли NC-контакт LL (I0.2), поэтому, когда ПЛК обнаружит низкий уровень, он ОСТАНОВИТ цикл выгрузки.
Сеть 4:
Когда система получает входной сигнал аварийного останова (I1.0), она активирует выходной сигнал аварийного останова (Q0.4), и оператору будет предоставлена индикация тревоги.
Сеть 5:
В этой сети мы настроили сигнализацию об ошибке открытия клапана подачи (Q0.5), когда клапан подачи включен, а клапан подачи открыт LS (I0.4), тогда таймер ЗАПУСТИТСЯ, и через 5 с включается сигнализация об ошибке открытия клапана подачи (Q0.5).
Сеть 6:
В этой сети мы настроили сигнализацию об ошибке закрытия клапана подачи (Q0.6), когда клапан подачи закрыт, а клапан подачи закрыт LS (I0.5), тогда таймер ЗАПУСТИТСЯ, и через 5 с включается сигнализация об ошибке закрытия клапана подачи (Q0.6).
Сеть 7:
В этой сети мы настроили сигнализацию об ошибке открытия клапана диска (Q0.7), когда клапан подачи включен, а клапан подачи открыт LS (I0.6), тогда таймер ЗАПУСТИТСЯ, и через 5 с включается сигнализация об ошибке открытия клапана диска (Q0.7).
Сеть 8:
В этой сети мы настроили сигнализацию об ошибке закрытия дискового VLV (Q1.0), когда дисковый клапан ЗАКРЫТ и не обнаружена LS-функция закрытия дискового VLV (I0.7), то запустится таймер, и через 5 с включится сигнализация об ошибке закрытия дискового VLV (Q1.0).
Сеть 9:
В этой сети мы настроили ЗУММЕР для всех сигналов тревоги, при обнаружении сигнала тревоги активируется ЗУММЕР (Q0.3), и его можно СБРОСИТЬ, нажав кнопку СБРОС (I1.1).
Сеть 10:
Оператор может сбросить ЗУММЕР, нажав RESET (I1.0)
Тестовые случаи
Примечание: приведенная выше логика ПЛК дает базовую идею о применении ПЛК в индикации аварийных сигналов процесса. Логика ограничена и не является полным приложением.