Цементті жасау және сақтау процесін автоматтандыру

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Жылуэнергетика факультеті

 

 

 

 

 

Инженерлік  кибернетика  кафедрасы

 

 

 

 

«Басқару жүйелерінің микропроцессорлық  кешендері» пәні бойынша

Курстық жұмыс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Орындаған: АИСУк-10-1 тобының        

                                                         студенті  Зинал А.М.

                                                     Тексерген: аға. оқыт. Ибрашева А.Т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2013

Тапсырма орындалу реті:

1. Есепті бейнелеу.
2. Автоматтандыру жүйесінің құрылымдық сұлбасын жасау.
3. Қажетті құрал қондырғыларды таңдап дәлелдеу .
4. Автоматтандырудың электрлік сұлбасын жасау.

 

Есепті бейнелеу

Тапсырма 

 

Цементті жасау және сақтау процесін автоматтандыру

 

1. Цементті сақтау орны (силус)
2. Деңгейді үздіксіз бақылау датчигі
3. Ауа тазалаушы фильтр
4. Апатты үзу клапаны
5. Силус ішіндегі қысым өлшеуіш датчик
6. Жоғарғы деңгейді өлшеуіш датчик
7. Төменгі деңгейді өлшеуіш датчик
8. Тіреіш (опора)
9. Құбырдың қауіптік клапаны
10. Цементті өткізетін құбыр
11. Цементті шығару затворы
12. Пневматикалық сорғы
13. Силосты өлшеу датчигі (тензопара)
14. Қолмен басқару бөлімі
15. Диспетчер бөлімі

 

 

• ПУСК батырмасы басылғанда барлық механизм іске қосылуы қажет;
• конвейер К1 іске қосылады, конвейер жұмыс режимінде тұрған кезде индикатор Л1 жанып тұрады,  кұм резервуарға толғанда деңгей датчигі Д1 ден сигнал келсе К1 жұмысын тоқтатады;
• конвейер К2 іске қосылады, конвейер жұмыс режимінде тұрған кезде индикатор Л2 жанып тұрады, цемент резервуарға толғанда деңгей датчигі Д2 тен сигнал келсе К2 жұмысын тоқтатады;
• Құбырда орналасқан насос Н іске қосылғанда резервуарға су құйылады,  су резервуарға толғанда деңгей датчигі Д3 тен сигнал барып насос істен ажырап клапан жабыладыда, Л3 лампасы жанады;
• ПУСК2 басқанда ОМ1 айналдырғыш іске қосылып, Т1 белгілі бір уақытта араластырып, К3 клапан ашылады және С3 жоғары қысымды сорғыш қосылады.
• Дайын өнімді цемент С3 жоғары қысымды сорғышпен силусқа жүктеледі.
• Силустағы N1төменгі деңгей датчигінің Л4 индикаторы жанса, С3 сорғыш силусқа жүктеу процесін жалғастырады.
• Силустағы N2 жоғарғы деңгей датчигінің Л5 индикаторы жанып немесе X1 қысым өлшеу датчигінен 100 Па келсе, С3 сорғыш жұмысын тоқтатады.
• Жүйе жұмысын тоқтату СТОП батырмасымен  жүзеге асады немесе N2 датчигінің сезілуімен тоқталады сонымен қоса X1 датчигінің минималды мәнге жеткенде процесс тоқталады.
• Егер Х1 датчигінің мәні максималды 150 Па  болса Л5 индикаторы жанып, автоматты түрде Z1 апатты үзу клапаны ашылады.

 

 

Құрылымыдық сұлбасы

 

Кіріс элементтері ретінде:

ПУСК, СТОП – қосу, сөндіру батырмалары;

Д1 – құмның деңгей датчигі (дискретті);

Д2 – химиялық қоспалардың деңгей датчигі (дискретті);

Д3 – судың деңгей датчигі (аналогты);

N1 – Төменгі деңгей датчигі;

N2 – Жоғарғы деңгей датчигі;

X1 – Қысым өлшеу датчигі;

 

Шығыс элементтері ретінде:

Орындаушы элементтер:

К1 – кұм конвейері;

К2 – химиялық қоспалардың конвейері;

К3 – клапан;

Н – насос;

С3 – жоғары қысымды сорғыш;

Z1 – апатты үзу клапаны;

Л1,Л2,Л3,Л4,Л5– жарық диодтар.

 

2-сурет. Құрылымдық сұлба

 

 

 

 

Қажетті құрал қондырғыларды  таңдап дәлелдеу

Кірістер:

Кнопкалар(«Пуск», «Стоп» кнопкалары)

ТЕХНИКАЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ

Номиналды кернеуі – 24 В

Номиналды тогы – 25 мА

Массассы –  0,045 кг

Деңгей датчигі дискертті ЕХХАЙ

Жұмыс кернеуі 5В

 

 

Деңгей датчигі FFAK 17NTL1001(аналогты)

Аналогты шығыстары DC0...10 V

Жұмыс кернеуі AC 24 V / DC13.5...35 V

Өлшеу диапазоны 2….10 м

 

 

 

 

 

Шығыстар:

ЖАРЫҚ ДИОДТАР GNL-20003X

 

 

• Бренд      GNL-20003xx
• Түсі       қызыл жарықдиодтар
• Жұмыс кернеуі, В     24

 

КЛАПАН

• Жұмыс істеу ортасы     -40°С ... +60°С
• Қоректену кернеуі    24 В +/- 10% тұрақты ток
• Пайдаланатын қуаты    0,4 Вт

 

 

14НДс-Нм Су сорғысы

 

• Бренд 14НДс-Нм
• Қоректендіру көз  220 В

 

   Реле РТ 40

 

• Жұмыс жасау температурасының диапазоны -20⁰C …55⁰C
• Қорек көзі                  басқарлатын тізбекке байланысты
• Шығыс кернеуі           220V DC

 

Автоматтандырудың электрлік  сұлбасын жасау

 

Жүйенің кіріс сигналдары тек дискреттік емес, сондай-ақ аналогты сигналдар  болғандықтан, аналогты кірісі бар  контроллер таңдалуы қажет. Бұл тапсырма үшін  Siemens Simatic S7-300 CPU 313C микропроцессорын таңдалды. Оның кіріс мен шығысындағы кернеу шамасы тұрақты 24В. Жұмыс жады 32КБайт, дискретті 24 кіріс және 16 шығыс каналдары, аналогты 4 кірісі, 1 Pt100 кірісі және 2 шығысы бар. Қоректендіру көзі ретінде PS 307 2A 307-1BA00-0AA0 алынды. Оның кіріс кернеуі 120/230V/AC, шығыс кернеуі 24V/DC.

Siemens Simatic S7-300 CPU 313

 

 

 

 

1.2.  2 Тапсырма. Алгоритмді блок-схема түрінде құрастыру және Step7 STL тілінде программаны төменгі деңгейлі құрылғыларда жазу.

 

 

1. Прграмманың блок-схемасын құрастыру. 

2. Символдық кестені құрастыру.

3. Step7 тілінде программаны жазу.

4. On-line режимінде программаның жұмыс қорытындысын әр түрлі оқиғалар үшін келтіру.

 

Есеп тапсырмасы:

 

• ПУСК батырмасы басылғанда барлық механизм іске қосылуы қажет;
• конвейер К1 іске қосылады, конвейер жұмыс режимінде тұрған кезде индикатор Л1 жанып тұрады,  кұм резервуарға толғанда деңгей датчигі Д1 ден сигнал келсе К1 жұмысын тоқтатады;
• конвейер К2 іске қосылады, конвейер жұмыс режимінде тұрған кезде индикатор Л2 жанып тұрады, цемент резервуарға толғанда деңгей датчигі Д2 тен сигнал келсе К2 жұмысын тоқтатады;
• Құбырда орналасқан насос Н іске қосылғанда резервуарға су құйылады,  су резервуарға толғанда деңгей датчигі Д3 тен сигнал барып насос істен ажырап клапан жабыладыда, Л3 лампасы жанады;
• ПУСК2 басқанда ОМ1 айналдырғыш іске қосылып, Т1 белгілі бір уақытта араластырып, К3 клапан ашылады және С3 жоғары қысымды сорғыш қосылады.
• Дайын өнімді цемент С3 жоғары қысымды сорғышпен силусқа жүктеледі.
• Силустағы N1төменгі деңгей датчигінің Л4 индикаторы жанса, С3 сорғыш силусқа жүктеу процесін жалғастырады.
• Силустағы N2 жоғарғы деңгей датчигінің Л5 индикаторы жанып немесе X1 қысым өлшеу датчигінен 100 Па келсе, С3 сорғыш жұмысын тоқтатады.
• Жүйе жұмысын тоқтату СТОП батырмасымен  жүзеге асады немесе N2 датчигінің сезілуімен тоқталады сонымен қоса X1 датчигінің минималды мәнге жеткенде процесс тоқталады.

Егер Х1 датчигінің мәні максималды 150 Па  болса Л5 индикаторы жанып, автоматты түрде Z1 апатты үзу клапаны ашылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прoграмманың блок-схемасы:

 

 

                                       

-      +

 

 

 

 

 - +

 

 

- +

                                              

 

 

 

 -  +

 

 

 

- +

 

 

 -  

 

 

 - +

 - +  

 

 - +

 

 

 

 

 

 

 

1. Символдық кестені құрастыру. Символдық кестеде кіріс, шығыс

және аралық айнымалылардың аты (символ), оның адресі, типі және түсініктемелері  беріледі.

 

 

 

2. Step7 тілінде программаны жазу. Программа алгоритмге негізделіп

жазылады және түсініктемелері беріледі.

 

ПРОГРАММА ЛИСТИНГІ

 

Network 1

CALL  FC     1

       an    :="D3"

       h_an  :=1.000000e+001

       l_an  :=0.000000e+000

       out_an:="UQ_p"

 

Network 2

 

      CALL  "Izm_norm"

       xfmax :=5.000000e+001

       xfmin :=0.000000e+000

       xizmax:=1.000000e+001

       xizmin:=0.000000e+000

       xiz   :="UQ_p"

       xf    :=MD156

      T     "salistyry"

 

 

 

Network 3

 

      CALL  FC     1

       an    :="X1"

       h_an  :=1.000000e+001

       l_an  :=0.000000e+000

       out_an:="UQ_p"

Network 4

 

      CALL  "Izm_norm"

       xfmax :=5.000000e+001

       xfmin :=0.000000e+000

       xizmax:=1.000000e+001

       xizmin:=0.000000e+000

       xiz   :="UQ_p"

       xf    :=MD156

      T     "salistyry"

 

 

 

Network 5

 

      Koneier 

A     "Pusk"

      S     M     10.1

 

Network 6

 

kum konveieri

  A     M     10.1

      S     "K1"

      S     "L1"

 

Network 7

 

kum konveieri

  A     "D1"

      R     "K1"

      R     "L1"

 

Network 8

 

himialik kospalar konveieri

   A     M     10.1

      S     "K2"

      S     "L2"

 

Network 9

 

himialik kospalar konveieri

  A     "D2"

      R     "K2"

      R     "L2"

 

 

Network 10

Nasos

  A     M     10.1

      S     "H"

 

Network 11

 

Nasos

L     10

      L     "D3"

      <=I  

      R     "H"

      S     "L3"

 

Network 12

 

Ainaldirgiw

A     "Pusk2"

      S     "Om1"

      L     S5T#10S

      SS    T      1

 

Network 13

 

Ainaldirgiw

  A     T      1

      R     "Om1"

      S     "K3"

      A     T1

      A     "N1"

      S     "C3"

 

Network 14

 

Jogargi ksim sorgiw

O     "N2"

      O(   

      L     100

      L     "X1"

      ==I  

      )    

      R     "C3"

      S     "L5"

 

    L     150

      L     "X1"

      >=I  

      S     "L5"

      S     "Z1"

 

Network 15

 

himialik kospalar konveieri

A     "Stop"

      R     "K2"

      R     "K3"

      R     "K1"

      R     "H"

      R     "C3"

      R     "Z1"

      R     "L1"

      R     "L2"

      R     "L3"

      R     "L4"

      R     "L5"

      R     "Om1"

 

 

3. On-line режимінде программаның жұмыс қорытындысын әр түрлі

оқиғалар үшін келтіру.

 

 

\

конвейер К1 іске қосылады, конвейер жұмыс режимінде тұрған кезде индикатор Л1 жанып тұрады,  кұм резервуарға толғанда деңгей датчигі Д1 ден сигнал келсе К1 жұмысын тоқтатады

конвейер К2 іске қосылады, конвейер жұмыс режимінде тұрған кезде  индикатор Л2 жанып тұрады, цемент резервуарға толғанда деңгей датчигі  Д2 тен сигнал келсе К2 жұмысын  тоқтатады.

 

құбырда орналасқан насос Н іске қосылғанда резервуарға су құйылады,  су резервуарға толғанда деңгей датчигі Д3 тен сигнал барып насос істен ажырап клапан жабыладыда, Л3 лампасы жанады

 

ПУСК2 басқанда ОМ1 айналдырғыш іске қосылып, Т1 белгілі бір уақытта  араластырып, К3 клапан ашылады және С3 жоғары қысымды сорғыш қосылады

 

Жүйе жұмысын тоқтату СТОП батырмасымен  жүзеге асады немесе N2 датчигінің сезілуімен тоқталады  сонымен қоса X1 датчигінің минималды мәнге жеткенде процесс  тоқталады.

Егер Х1 датчигінің мәні максималды 150 Па  болса Л5 индикаторы жанып, автоматты түрде Z1 апатты үзу клапаны ашылады.

 

 

 

 

3. Pro Tools жүйесінде диспетчер пунктінің бейнекадрларын құрастырып, толық басқарудың программасын орындау

                      3.1 Диспетчер пунктінің терезелерін құрастыру

Диспетчер пунктерін  құру үшін Проект ішіндегі Screens бөлімінде 3 сұлба терезелерін құрастыру қажет.Олар технологиялық сұлба, басқару және реттеу терезелері.

 

2. Step7 тілдің айнымалыларын диспетчер пунктінің айнымалыларымен байланыстыру тізімін құрастыру

 

Tags бөлімінде визуалдау және басқаруға айнымалылар тізімі жасалады. Айнымалылар аты технологиялық міндетіне сәйкес беріледі.  Ол келесідеі:

 

 

Айнымалылар аты сәйкесінше Simatic Step7-дегі символдар кестеміндегі айнымалылар және адрестері мен типі де бірдей болуы керек.

 

3. Диспетчер пунктін құрастыру

Визуалдау терезесіндегі объектілеріне қимыл  қасиетін беру үшін программа айнымалыларды  объект айнымалыларымен байланыстыру қажет. Бұл Object properties сипаттамасы арқылы жүзеге асады.  Айнымалыларды байланыстырудың нәтижесінде келесі сұлбалар пайда болады.

Технологиялық сұлба ретінде  резервуарға йогурттың  жасалуын көрсетілген. Ол төмендегідей.