Технические средства АСУ, используемые при взаимодействии с другими системами, должны быть совместимы по интерфейсам с соответствующими техническими средствами этих систем и используемых систем связи.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
9

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1
4

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

16

1.1 Общие сведения

16

1.1.1 Наименование системы

16

1.1.2 Основание для разработки системы

16

1.1.3 Плановые сроки начала и окончания работы

16

1.2 Назначение и цели создания системы

16

1.2.1 Назначение и область п
рименения системы

16

1.2.2 Цели создания системы

17

1.3 Характеристика объектов автоматизации

17

1.4 Требования к системе

17

1.4.1 Требования к структуре и функционированию системы

17

1.4.2 Тр
ебования к численности и квалификации персонала системы

18

1.4.3 Требования к надежности и информационной безопасности

18

1.4.4
Требования к условиям эксплуатации

19

1.4.5 Требования к безопасности

19

1.4.6 Требования к составу и параметрам технических сре
дств

20

1.4.7 Требования к информационной и программной совместимости

21

1.5 Состав и содержание работ по созданию системы

21

1.5.1 Требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта
автоматизации к вводу системы в действие

22

1.6 Порядок контро
ля и приемки системы

22

1.6.1 Общие сведения

22

1.6.2 Предварительная эксплуатация

23

1.6.3 Опытная эксплуатация

23

1.6.4 Приемочные испытания

23

1.7 Требования к документации

24

1.8 Источники разработки

24

10

2 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

25

2.1 Анализ предметной области

25

2.1.1 Принципы системного анализа и системный подход

25

2.1.2 Методы проектирования автоматизированных систем

26

2.2 Аналитический обзор аппаратно
-
программных средств

29

2.2.1 Программируемые логические контроллеры

29

2.2.2

SCADA
системы

30

2.2.3 Средства контроля и измерения

31

2.3 Назначение цеха и технологический п
роцесс участка УОГМ

33

3 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

35

3.1

Существующая система управления стеллажей участка УОГМ

35

3.1.1 Приемный рольганг

35

3.1.2 Отдающий рольганг

36

3.1.3 Канатный шлеппер

36

3.2 Проектирование автоматизированной системы управления

37

3.2.1 Структурная схема АСУ

37

3.2.2 Обоснование выбора аппаратно
-
программных средств создаваемой
АСУ

38

3.2.3 Обоснование выбора микроконтроллера

40

3.2.4 Обоснование выбора диспетчерского управления

43

3.2.5 Обоснование выбора типа датчиков

45

3.2.6 Обоснование выб
ора функциональных модулей программируемого
логического контроллера

47

3.2.7 Обоснование выбора рабочей станции

61

3.2.8 Шкафное

оборудование

63

3.2.9

C
писок выбранных комплектующих входящий в программируемый
логический контроллер
Simatic

S
7
-
300

63

3.2.10
Функциональная схема и взаимодействия участников АСУ

65

3.3 Разработка алгоритма управления и человеко
-
машинного интерфейса

68

11

3
.3.1 Разработка алгоритма управления автоматизации технологического
процесса

68

3.3.2 Разработка человеко
-
машинного интерфейса

75

4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

Ошибка! Закладка не определена.

4.1 Организация и планирование работ

Ошибка! Закладка не определена.

4.1.1 Продолжител
ьность этапов работ

Ошибка! Закладка не определена.

4.2 Расчет накопления готовности проекта

Ошибка! Закладка не определена.

4.3 Расчёт сметы затрат на выполнение проекта
Ошибка! Закладка не опр
еделена.

4.3.1 Расчёт затрат на материалы

Ошибка! Закладка не определена.

4.3.2 Расчёт заработной платы

Ошибка! Закладка не определена.

4.3.3 Р
асчёт затрат на социальный налог

Ошибка! Закладка не определена.

4.3.4 Расчет затрат на электроэнергию

Ошибка! Закладка не определена.

4.3.5 Расчет амортизационных расходов

Ошибка! Закладка не определена.

4.3.6 Расчёт прочих расходов

Ошибка! Закладка не определена.

4.3.7 Расчет общей себестоимости разработки

Ошибка! Закладка не
определена.

4.3.8 Расчет прибыли

Ошибка! Закладка не определена.

4.3.9 Расчет НДС

Ошибка! Закладка не определена.

4.3.10 Цена разработки НИР

Ошибка! Закладка не определена.

4.4 Оценка экономической эффективности проекта
Ошибка! Закладка не определена.

4.4.1 Определение срока окупаемости инвестиций

Ошибка! Закладка не
определена.

4.4.2 Оценка
научно
-
технического уровня НИР

Ошибка! Закладка не
определена.

5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

Ошибка! Закладка не определена.

5.1 Профессиональная социальная ответственность
Ошибка! Закладка не определена.

5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования

Ошибка! Закладка не определена.

12

5.1.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могу
т возникнуть на
производстве при внедрении объекта исследования

Ошибка!
Закладка
не определена.

5.1.3 Обоснование мероприятий по защите персонала предприятия от
действия опасных и вредных факторов

Ошибка! Закладка не
определена.

5.2 Экологическая безопасность

Ошибка! Закладка не определена.

5.2.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду

Ошибка!
Закладка не определена.

5.2.2 Анализ влияния процесса эксплуатации объекта на окружающую


среду

Ошибка! Закладка не определена.

5.2.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды

Ошибка!
Закладка не определена.

5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях
Ошибка! Закладка не определена.

5.3.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований

Ошибка! Закладка не определена.

5.3.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть на производстве при
внедрении объекта исследований

Ошибка! Закладка

не определена.

5.3.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и раз
работка
порядка действия в случае возникновения ЧС

Ошибка! Закладка не
определена.

5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
Ошибка! Закладка не определена.

5.4.1

Специальные правовые нормы трудового законодательства

Ошибка!
Закладка не определена.

5.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны

Ошибка!
Закладка не определена.

ЗАК
ЛЮЧЕНИЕ

76

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Ошибка! Закладка не определена.

ПРИЛОЖЕНИЕ А ФЮРА.50210.00001 Схема технологического процесса


ПРИЛОЖЕНИЕ Б ФЮРА.50210.00002 Схема расположения датчиков


13

ПРИЛОЖЕНИЕ В ФЮРА.467451.01 Э1 Структурная схема АСУ


ПРИЛОЖЕНИЕ Г ФЮРА.467451.01 Э2 Функциональная схема АСУ


ПРИЛОЖЕНИЕ Д ФЮРА.467451.01 Э4 Схема электрических соединений


ПРИЛОЖЕНИЕ Е Объем обрабатываемых сигналов


ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Алгоритм управления и автоматизации
технологического
процесса





ПЕРЕЧЕНЬ

УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ТЗ


Т
ехническое задание

АРМ


А
втоматизированное рабочее место

SCADA



С
истема

диспетчерского управления

ПО



П
рограммн
ое обеспечение

CPU



C
entral

processor

unit

(
М
икропроцессор
)

ПЛК



Програм
мируемый логический контроллер

КТЭ



К
омплектный тиристорный электропривод

ПЧ


П
реобразователь частоты

HMI



Human
-
Machine

Interface

(
Ч
еловеко
-
машинный интерфейс
)

CU



C
entral

u
nit

(
У
правляющий модуль
)

CP



C
ommunication

Processor


оммуникационный процес
сор)

SM



S
i
gnal

m
odule

(
М
одуль ввода
-
вывода
)

DI



Д
искретный

вход

DO



Д
искретный

выход

AI



А
налоговый вход

AO



А
налоговый выход

ПК


П
ерсональный компьютер

14

АСУ


А
втоматизированная система управления

ТП


Т
ехнологически
й

процесс

ПУ



П
ост управления

РБ
Ц


Р
ельсобалочный цех

УОГМ


У
часток охлаждения горячего металла

ОДП


Участок
о
тделки длинномерного проката

УОРП



Участок отделки рельсового проката

ЭТП


Электропомещение

ПСУ


Помещение
станций
управления


83

ВВЕДЕНИЕ

Основной задачей любого предприяти
я, работающего в условиях ры
нка,
является выпуск продукции,
ок
азание услуг

в целях получения прибыли. В
современных условиях успех предприятия на рынке во многом определяется
способностью быстро решать задачу сбора, обработки, анализа информации и
на этой
основе принимать решения.

Использование современных компьютерных систем учета и поддержки
принятия управленческих решений существенно повышает качество и
сокращает сроки решения этой задачи на предприятиях.

Под автомат
изированной системой управления
поним
ается
совокупность материальных и людских ресурсов, средств преобразования,
передачи и обработки информации, операторов, обслуживающих эти средства,
руководителей, наделенных правами и ответственностью для принятия
решений, объединенных с помощью системы с
вязей для достижения общей
цели.

Разрабатываемая автоматизированная система предназначена для
автоматизации рабочих мест операторов пост
а

управления, автоматизации
технологического процесса
производства предприятия.

Целью
данной
работы является

автоматизи
ровать

существующую
систем
у управления горячих стеллажей

п
утем внедрения автоматизации
управления

механизмами

технологического процесса горячих стеллажей для
оптимизации численности технологического персонала, а также улучшения
технико
-
экономических показа
телей участка
рельсобалочного
цеха
предприятия
АО

©ЕВРАЗ Объединенный Западно
-
Сибирский металлургический
комбинатª.



16

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образова
ния

©НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТª


Институт Кибернетики

С
пециальност
ь

23
0
101

Вычислительные

машины, комплексы, системы и сети

Кафедра Вычислительной техники





ТЕХНИЧЕСКОЕ
ЗАДАНИЕ

на создание автоматизированной сист
емы ГОСТ 34.602
-
89






Разработал
:


студент гр. З
-
8302


____________________________ Е. В. Савеленко


(подпись, дата)




Проверил:


Руководитель


____________________________ Ю. В. Цыганков


(подпись, дата)





Томск 2016

17

1

ТЕХНИЧЕСКОЕ

ЗАДАНИЕ

1.1

Общие

сведения

1.1.1

Наименование

системы

Автоматизированная система управления
комплексом
горячих
стеллажей участка охлаждения горячего металла АО

©Е
ВРАЗ

Объединенный
Западно
-
Сибирский металлургический к
омбинатª рельсобалочного цеха
. Далее
АСУ.

1.1.2

Основание
для

р
азработки системы

Основанием для разработки автоматизированной системы управления
является задание на
выполнение ВКР
.

1.1.3

Плановые сроки начала и окончания работы

Срок начала создания системы с 11.0
2
.2016. Срок окончания создания
системы до 01.06.2016.

1.2

Назначе
ние и цели создания системы

1.2.1

Назначение и область применения системы

Система предназначена для управления технологическими процессами
на ОПО (опасных производственных объектах), где получаются,
транспортируются, используются расплавы черных и цветных металл
ов,
сплавы на основе этих расплавов с применением оборудования.


Автоматизированная система управления предназначена для
распределенного

контроля и управления технологическим оборудованием
горячих стеллажей.


18

1.2.2

Цели создания системы


Целью создания системы я
вляется:



Обеспечение работы технологического оборудования в
автоматическом (или автоматизированном) режиме в соответствии
с выбранным критерием управления;



Сокращение ошибок оперативного персонала
;



Оптимизации численности технологического персонала
.

1.3

Характ
еристика

объектов автоматизации

А
О ©ЕВРАЗ Объединенный Западно
-
Сибирский металлургический
к
омбинатª в
рельсобалочном цехе

имеет автоматизированные объекты
.

О
бъектами автоматизации являются
механизмы
управлени
я

производством
выпускаемой металлопродукции.


С
ледовательно, применительно к данному ТЗ, объектами автоматизации
буд
у
т являться технологическ
ое оборудование
,
имеющееся

на участке УОГМ
РБЦ
, а именно стеллажи горячего металла и при
лежащее

электрооборудование
.

1.4

Требования к системе

1.4.1

Требования к

структуре и

функционированию системы

Структура АСУ

должна быть реализована как трехуровневая
иерархическая система.


Функций предъявляемые к АСУ:

1.

Должно быть предусмотрено режим работы накопительных
стеллажей поста управления №
8
: Автоматический, Ручной;

2.

Должно быть
предусмотрено
режим работы шлепперов: Режим
загрузка автоматика, Режим выгрузка автоматика, Ручной;

3.

Должно быть предусмотрено
режим работы приемного и
отдающего рольганга: Автоматический, Ручной, Сблокированный
19

(
четыре

группы рольганга вместе), Раздельный
(каждая группа в
отдельности);

4.

Должно быть предусмотрено отслеживание местоположения
профиля по датчикам металла, объем заполняемости
накопительных стеллажей (1/4, 1/2, 3/4), отслеживание
местоположени
я

движущихся
механизмов

шлеппер
а
;

5.

Должен быть разработа
н
человеко
-
машинный

интерфейс для
представления данных о ходе технологического процесса
оператору, что позволит оператору контролировать процесс
и
управлять им
;


6.

Должно быть предусмотрено

взаимодействие существующих
интерфейсов узлов систем управления с пр
ограммируемым
логическим контроллером (ПЛК) с учетом минимальных
стоимостей затрат;

1.4.2

Требования к численности и квалификации персонала
системы

Пользователями системы являются работники
предприятия
из
технологического персонала, а также лица из инженерно
-
тех
нического
и
электротехнического состава

обслуживающие автоматизированные системы

управлен
ия
.

К работе с системой допускаются только те лица, которые ознакомились
с инструкцией по эксплуатации

и

инструктивным
и

указаниям
и
.

1.4.3

Требования к надежности и информац
ионной безопасности

Создаваемая АСУ должна быть многофункциональной,
восстанавливаемой, непрерывного действия, должна характеризоваться
показателями безотказности и ремонтопригодности по основным выполняемым
функциям, в соответствии с ГОСТ 24.701
-
86.

20

Надеж
ность АСУ должна быть обеспечена выбором и разработкой
технических, программных средств и регламентов их обслуживания. Система
должна обеспечивать непрерывное ведение технологического процесса.

Среднее время восстановления системы с использованием ЗИП


не

более 1 часа.

Отказы программы вследствие некорректных действий пользователя при
взаимодействии с интерфейсом программного продукта недопустимы.

1.4.4

Требования к условиям эксплуатации

Содержание и объем работ по обслуживанию технических средств
системы и ее ч
астей устанавливается согласно документации фирм
-
прои
зводителей, программных средств

согласно инструкциям

по эксплуатации
системы для пользователей и администратор
ов
.

При аварийном снятии напряжения сети аппаратура системы не должна
выходить из строя. Необ
ходимо обеспечить безаварийное восстановление
режима работы системы при снятии и повторном включении питания.

При эксплуатации системы должны выполняться следующие условия:

1)

рабочая температура воздуха 20 ± 5

С;

2)

относительная влажность воздуха при +25

С о
т 50 до 80%;

3)

воздействие вибрации с частотой до 25 Гц и амплитудой не более
0.1 мм;

4)

атмосферное давление 630
-
800 мм рт.ст;

5)

пылезащищенность и защищенность от электромагнитных помех;

6)

защищенность от статического электричества.

1.4.5

Требования к безопасности

Тех
нические средства системы должны соответствовать требованиям
©
Правил устройства электроустановок
ª

и правил техники безопасности средств
вычислительной техники, используемой в АСУ по ГОСТ 25861
-
83.

21

Все
комплектующие
технических средств системы, находящиеся
под

напряжением, должны иметь защиту от случайного прикосновения человека

к
токоведущим частям
, а сами технические средства
должны быть
заземлены в
соответствии с требованием ГОСТ 12.1.030
-
81 и
©
Правил устройства
электроустановок
ª
.

Требования безопасности
должны соответствовать следующим
документам:

1.

ГОСТ 12.1.004
-
85 ©ССБТ. Пожарная безопасность общие
требованияª
;

2.

Сан
ПиН

2.2.2/2.4.1340
-
03
.

Гигиенические требования к
персональным электронно
-
вычислительным машинам и
организации работы
;

3.

Нормы освещенности рабоч
их мест должны б
ыть обеспечены в
соответствии с

СНиП 11
-
4
-
79
.

При возникновении аварийной, или опасной для жизни человека
ситуации, оператор, управляющий и следящий за АСУ должен иметь
возможность немедленно остановить автоматизацию и
рабочие
механизмы. То

есть система обязана удовлетворять требованиям ©Бирочной системыª
разработанной для предприятий металлургии.

1.4.6

Требования к составу и параметрам технических средств

Система должна сохранять работоспособность как минимум, при
перепадах питающего напряжения
+10%
-
10%, и при кратковременном его
исчезновении. Так как протяженность кабельных линий от поста управления,
концевых механических выключателей и т.д. до места монтажа системы может
достигать двухсот метров необходимо предусмотреть усилительные модули
или

использовать
децентрализованную периферию,

которая была бы
малочувствительна к наводным помехам
.

22

1.4.7

Требования к информационной и программной совместимости

Технические средства АСУ, используемые при взаимодействии с
другими системами, должны быть совместимы
по интерфейсам с
соответствующими техническими средствами этих систем и используемых
систем связи.

Автоматизированное рабочее место должно иметь порт Ethernet для
подключения к информационной технологической сети (ИТС) рельсобалочного
цеха.

Для перепрограм
мирования и диагностики необходимо, чтобы система
обладала интерфейсом

для связи с ПК, а также необходимым
программным обеспечением для обслуживания ПЛК.

1.5

Состав и содержание работ по созданию системы

Предлагается проведение несколь
ких этапов по со
зданию системы
.
Стадии и этапы разработки системы приведены в таблице 1.5.1.

Таблица 1.5.1

Стадии

Этапы работ

Сроки выполнения

Начало

Окончание

Формирование требований

к АСУ

Обследование объекта

11
.
0
2
.2016

1
5
.
0
2
.2016

Составление

Технического задания

Разработка и
утверждение ТЗ

1
5
.
0
2
.2016

1
9
.
0
2
.2016

Аналитический обзор

Обзор аппаратно
-
программных

средств

23
.
0
2
.2016

2
8
.0
2
.2016

Проектирование системы

4.1 Планирование
проектного решения

28
.02.2016

04
.0
3
.2016

4.2 Реализация
проектного решения

0
5
.03.20
16

09.04.2016

4.3 Разработка
программного алгоритма
автоматизации

10.04.2016

22.04.2016


4.4 Тестирование
программы

26.04.2016

02.05.2016

Разработка технической
документации

Оформление

пояснительной записки

03
.0
5
.2016

13
.0
5
.2016

Ввод в действие

Прие
мка системы

15
.0
5
.2016

01.0
6
.2016

23

1.5.1

Требования к составу и содержанию работ по подготовке
объекта автоматизации к вводу системы в действие

Устанавливаются следующие этапы ввода системы управления в
эксплуатацию:



наладка технических средств системы;



наладка
функций системы;



индивидуальные испытания и
опробование системы контроля
;

В процессе создания системы и ввода ее в действие
выполняются
следующие виды работ:



организует
ся

обучение технологического персонала для работы в
условиях промышленного функционирова
ния системы;



организует
ся

наладк
а

всех технических средств нижнего уровня
системы контроля;



провер
яются

и отраб
атываются

все
задач
и системы
.

1.6

Порядок контроля и приемки системы

1.6.1

Общие сведения

В соответствии с ГОСТ 34.603
-
92 при вводе системы управления в
пр
омышленную эксплуатацию предусмотрены следующие виды испытаний:



предварительные;



опытная эксплуатация;



приемочные
;

За критерий работоспособности системы принимается выполнение
возложенных на нее функций и требований настоящего ТЗ, в случае отсутствия
наруш
ений условия функционирования системы.

24

1.6.2

Предварительная эксплуатация

Согласно ГОСТ 34.603
-
92 предварительные испытания системы
проводятся для определения ее работоспособности и решения вопроса о
возможности приемки в опытную эксплуатацию.

Предварительные ис
пытания должны проводиться после проведения
отладки и тестирования, поставляемых программных и технических средств
системы (подсистемы), а также после ознакомления персонала с
эксплуатационной документацией.

1.6.3

Опытная эксплуатация

Согласно ГОСТ 34.603
-
92 опы
тная эксплуатация системы проводится с
целью определения соответствия создаваемой системы требованиям ТЗ и
готовности персонала к работе в условиях функционирования системы.

Продолжительность опытной эксплуатации должна быть достаточной
для проверки правил
ьности функционирования системы. Во время опытной
эксплуатации системы ведется рабочий журнал, в который заносятся сведения о
результатах наблюдения за правильностью ее функционирования, об отказах,
сбоях, аварийных ситуациях

и т.д
.

По результатам опытной
эксплуатации
составляется акт о завершении опытной эксплуатации и допуске системы к
приемочным испытаниям.

1.6.4

Приемочные испытания

В соответствии ГОСТ 34.603
-
92 приемочные испытания системы
проводятся для определения соответствия АСУ техническому заданию, оце
нки
качества опытной эксплуатации и решения вопроса о возможности приемки
системы в постоянную эксплуатацию.

После приемки системы в постоянную эксплуатацию ответственность за
ее функционирование должен нести Заказчик.

25

1.7

Требования к документации

Эксплуатаци
онная документация на систему должна быть достаточной
для ввода ее в действие и эффективной
для
ее эксплуатации. Она должна
содержать сведения, необходимые для быстрого и качественного освоения и
правильной эксплуатации, содержать указания по действиям пер
сонала в
аварийных ситуациях или при нарушении нормальных условий
функционирования, не содержать сведений, допускающих неоднозначное
толкование.

АСУ должна быть снабжена следующим видом док
ументации:
техническое задание
, инструкция по эксплуатации.

1.8

Источни
ки

разработки

Документы и информационные материалы, на основании которых
разработано настоящее ТЗ:



ГОСТ 34.602
-
89.


Информационная технология. Комплекс стандартов
на автоматизированные системы. Техническое задание на созд
ание
автоматизированной системы
;



ГО
СТ 24.205
-
80.

Требования к содержанию документов по
информационному обеспечению
;



ГОСТ 24.207
-
80. Требования к содержанию докумен
тов по
программному обеспечению;



ГОСТ 24.602
-
86. Соста
в и содержание работ по стадиям;



Сан
ПиН

2.2.2/2.4.1340
-
03
.

Гигиенические т
ребования к персональным
электронно
-
вычислительным машинам и организации работы
;



ГОСТ 34.601
-
90 Информационная технология
. Комплекс
стандартов
на

автоматизированные системы. Автоматизированные системы.
Стадии создания
;



ГОСТ 34.603
-
92 Виды испытаний автомат
изированных систем
.


26

2

ОБЩАЯ

ЧАСТЬ

2.1

А
нализ
предметной

области

2.1.1

Принципы

системного анализа и системный подход

Основы построения АСУ базируются на следующих основных
принципах системного анализа
:

1.

Принцип деление целого на части.

Любую сложную систему проще про
ектировать по частям. То,

что
невозможно сделать сразу для всей системы, можно сделать для отдельных ее
частей.

2.

Принцип иерархии.

Обеспечивает реализацию стратегии целенаправленного поведения
системы во времени и пространстве. Верхние уровни реализуют стр
атегию
поведения системы на перспективу. Нижние

уровни реализуют и определяют
текущее поведение системы.

3.

Принцип необходимого и достаточного разнообразия.

Разнообразие управления проявляется в использовании различных
методов управления и вариантов организа
ционных структур.

4.

Принцип обратной
связи.


Сущность этого принципа состоит в постоянном получении

сведений о
результатах управляющих воздействий. На основе этой

информации
управляющая система прогнозирует состояние объекта управления, сравнивает
его с зада
нным и в случае отклонений

переводит объект в требуемый

режим.
Этим обеспечивается синхронность между выдаваемыми плановыми заданиями
и полученной информацией об их выполнении, учет возникающих отклонений

от
плана

[
1]
.

Применительно к сложным АСУ выделяют
три уровня
:

Уровень 1. Информационное описание.

Соответствует взгляду на
систему в целом и на ее взаимодействие с внешней средой. При этом
27

разработчиков интересуют все

информационные связи системы с внешней
средой, роль системы

как преобразователя информа
ции.

Уровень 2. Функциональное описание.

Выявляет способ реализации
закона управления, определяет

функциональные элементы АСУ и отношения
между ними. В результате определяется функциональная структура системы, в
которой каждая функциональная подсистема вып
олняет определенную

часть
общего алгоритма управления.


Уровень 3. Системотехническое описание.

Выявляет структуру
комплекса технических средств АСУ, под

которой понимаются: состав, связи
групп оборудования; номенклатура, число и размещение технических сре
дств
каждой группы. Технические подсистемы предназначены для реализации
отдельных

самостоятельных функций в составе общего процесса
преобразования
информации

[
5
]
.


В соответствии с этими уровнями описания возникают следующие
задачи, решаемые на этапе проек
тирования АСУ:



определение взаимоотношений системы управления с внешней
средой и объектом управления, формирование закона
управления;



алгоритмизация закона управления, разработка функциональной
структуры;



выбор технических средств для реализации информаци
онных

процессов, разработка структуры комплекса технических
средств.


2.1.2

Методы проектирования автоматизированных систем

Основные методы проектирования АСУ
разделяются на

исследовани
е

операций и структурн
ый анализ
.


Исследование операций определяет научный по
дход к решению задач
организационного у
правления в сложных
автоматизированных систем
управления
. При ре
шении любой задачи применение методов исследования
операций

предполагает:

28



построение математических моделей для задач принятия

решений,
управления в слож
ных ситуациях или в условиях
неопределенности;



изучение взаимосвязей между элементами, определяющих

возможные последствия принимаемых решений;



установление критериев эффективности, позволяющих оценивать
различные варианты действий.

Анализ построенных матем
атических моделей
и

экспериментальны
х

исследовани
й

позволяет обосновать оптимальную
структуру системы,
а также определить

оптимальные значения параметров

и

убедиться в том, что выбранный вариант системы соответствует
поставленным

цел
ям
.

Одной из важнейших
характеристик любой системы является

ее
структура. Под структурой системы понимается совокупность

элементов и
связей между ними
[1]
.


Одной из главных задач структурного анализа является построение
формальной модели, отображающей существующую систему связе
й элементов
между собой и с внешней средой
, то есть структурной модели

системы.

Принципы создания
автоматизированных систем

подразделяют на три
группы:

1.

Принципы системного характера:

a)

С
истемный подход:



определение объекта управления и системы управления как

единой системы и построение её модели;



рассмотрение всех элементов системы во взаимосвязи;



определение цели, критериев функционирования системы и


каждого
элемента
.

b)

Системная адаптация.

Любая система, чтобы быть жизнеспособной,
должна иметь

механизм, по
зволяющий учитыв
ать изменяющиеся
внешние и внут
ренние условия. В процессе приспособления могут
29

меняться структура системы, ее параметры, поэтому необходимо
предусмотреть

возможность приспособления АСУ к новым
условиям с целью избежания дополнительных затра
т.

c)

Непрерывное развитие системы.

Любая АСУ должна в дальнейшем
совершенствоваться и развиваться в соответствии с научно
-
техническим прогрессом, новыми

методами управления и
технологиями обработки информации.


d)

Совместимость.

Соблюдение принципа совместимост
и АСУ разных
классов и

уровней управления требует методологического,
информационного,

технического, программного, лингвистического
единства систем и их

элементов.


e)

Принцип единой информационной базы.

Организация единой
информационной

базы, хранящейся в пам
яти ЭВМ, позволяет

исключить неопра
вданное дублирование информации
.

2.

Организационные принципы построения АСУ:

a)

Принцип первого руководителя.

Разработка и внедрение АСУ
должны проводиться под руководством первого руководителя
соответствующего объекта.

b)

Участи
е заказчика при создании АСУ.

Заказчик определяет
приоритеты и очередность ввода задач

управления системой
.

c)

Поэтапная разработка и внедрение АСУ.

Это
определяется

сложностью систем, предназначенных для

решения большого
количества задач и состоящих из многи
х подсистем.

d)

Подготовка персонала.

В процессе разработки АСУ должно
осуществляться

обучение работников управления новым методам
решения

задач
.

3.

Принципы экономического характера:

a)

Принцип оптимальности.

Базой оптимизации принимаемых
управленческих решений

яв
ляется использование экономико
-
математических методов.

30

b)

Рациональный уровень автоматизации управления.

Не всегда
нужно стремиться к максимальному уровню автоматизации
,
н
еобходимо учитывать затраты на
проектирование
.

c)

Обоснование экономической эффективности
АСУ

[
5
]
.

2.2

Аналитический обзор
аппаратно
-
программных средств

Узлами создаваемой АСУ будут являться:
программируемый
логический контроллер
,
технологические
датчики, АРМ оператора, привода
управления механизмов.

Произведем краткий аналитический обзор аппаратн
о
-
программных
средств.

2.2.1

Программируемые логические контроллеры

ПЛК


программируемый логический контроллер
, представля
е
т собой
микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования,
обработки, хранения информации и выработки команд управле
ния, имеющий
конеч
ное количество входов и выходов

и предназначенный для работы в
режимах реального времени

[
8
]
.

Принцип работы ПЛК заключается в сборе и обработке данных по
программе пользователя с выдачей управляющих сигналов на исполнительные
устройства
.


Конструктивно ПЛК
подразделяются на моноблочные, модульные и
распределенные. Моноблочные имеют фик
сированный набор
каналов
в
вода
-
вывода
.
В модульных контроллерах модули
ввода
-
вывода

устанавливаются в
разном составе и количестве в зависимости от предстоящ
ей задачи
.
В
распределенных сис
темах модули
ввода
-
вывода, а также
отдельные
модули
,
образую
т

единую систему управления, могут быть разнесены на значительные
расстояния

[
8
]
.

31

2.2.2

SCADA

системы

Приступая к разработке диспетчерского управления с нуля с помощью
тра
диционных средств
программирования, например,

С++,
Delphi
,

С
#

процесс
разработки может стать длительным

и

трудоемким, а затраты неоправданно
высоки. Вариант такого программирования может быть привлекателен для
простых систем.

Обратим свое внимание на готов
ые
пакеты
программно
го

обеспечени
я для разработки человеко
-
машинного интерфейса, ими являются
SCADA

системы.

Одной из основных функций SCADA является разработка человеко
-
машинного интерфейса,
то есть

SCADA одновременно является и
человеко
-
машинным интерфей
сом,

и
инструментом для его создания

[17]
.


SCADA

к
ак система д
испетчерского управления

может выполнять
следующие задачи:



взаимодействие с оператором (выдача визуальной и слуховой
информации, передача в систему команд оператора);



помощь оператору в приняти
и решений (функции экспертной
системы);



автоматическая сигнализация об авариях и критических
ситуациях;



выдача информационных сообщений на пульт оператора;



ведение журнала событий в системе;



подготовка отчетов (например, распечатка таблицы температур,
граф
иков смены операторов, перечня действий оператора);



учет наработки технологического оборудования.

Основная часть задач автоматического управления выполняется, как
правило, с помощью ПЛК, однако часть задач может возлагаться на SCADA

[
17
]
.

На мировом рынке

представлено
большое количество

SCADA
систем
,
системы

различаются

по
:

32



по требуемой операционной с
истеме, наиболее распространена
Windows

(
Linux
,
Mac
OS

встречаются реже);



по цене, по соотношению цена
-
качество, в общем случае на рынке
представлены как полностью бесплатные SCADA, недорогие
SCADA с ценой
за
лицензи
ю

на

128

тегов
,
так и ценой
за
лицензию на
262144

тегов
;



на

условно
-
бесплатные SCADA, c ограничением по

времени
работы без перезапуска
или по
ограниченному
количеству тегов
;



по наличию прочих функций (поддержка резервирования,
генераторы отчетов, уд
але
нный дос
туп, веб
-
интерфейс
).

Наиболее популярные

SCADA

системы

приведены ниже:



InTouch (Wonderware)
-

США;



Citect (CI Technology)
-

Австралия;



WinCC

(Siemens)

-

Германия
;



Factory Link (United States Data Co)
-

США
;



RealFlex (BJ Software Systems)
-

США
;



TraceMode (
AdAstrA)
-

Россия;



САРГОН (НВТ
-

Автоматика)
-

Россия.

При таком многообразии продуктов на российском рынке возникает
вопрос о выборе
.

2.2.3

Средства

контроля

и измерения

2.2.3.1

Датчики

Датчик



это элемент измерительного

устройства, преобразующий
величину в сигнал, уд
обный для измерения, передачи, хранения, обработки

[19]
.

В зависимости от вида входной величины

различают
датчики
механических перемещений (линейных и угловых)
, пневматические,
электрические,

датчики скорости, ускорения, усилия, температуры, давления и
33

др
у
гие
.

По виду выходной величины, в которую преобразуется входная
величина
,
делятся на

неэлектрические

и

электрические
.

Большинство датчиков являются электрическими. Это обусловлено
следующими достоинствами электрических измерений:



электрические величины удо
бно передавать на расстояние, причем
передача осуществляется с высокой скоростью;



электрические величины универсальны в том смысле, что любые
другие величины могут быть преобразованы в электрические и
наоборот;



электрические величины

точно преобразуются в
цифровой код и
позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и
б
ыстродействия средств измерений
;

По принципу действия

датчики также можно разд
елить на омические,
фотоэлектрические

(оптико
-
электронные), индуктивные,

емкостные и
другие

[19]
.

Различ
ают три класса датчиков:



аналоговые датчики
;



цифровые датчики;



бинарные (двоичные) датчики
;

2.2.3.2

Энкодеры

Энкодер
или

преобразователь угловых перемещений
-

устройство,
предназначенное для преобразования угла поворота вращающегося объекта
(вала) в электрические
сигналы, позволяющие определить угол его поворота.

Энкодеры подразделяются на инкрементальные и абсолютные
. По типу
исполнения э
нкодеры могут быть как оптические, резисторные, магнитные и
могут работать через шинные интерфейсы или промышленную сеть

[18]
.

И
нкрементальные энкодеры предназначены для определения угла
поворота вращающихся объектов. Они генерируют последовательный
импульсный цифровой код, содержащий информацию относительно угла
34

поворота объекта. Если вал останавливается, то останавливается и пере
дача
импульсов. Основным рабочим параметром датчика является количество
импульсов за один оборот. Мгновенную величину угла поворота объекта
определяют посредством подсчёта импульсов от старта
.

Абсолютные энкодеры имеют своей основной рабочей характеристико
й
число шагов, то есть уникальных кодов на оборот и количество таких оборотов,
при этом не требуется первичной установки и инициализации датчика. Поэтому
абсолютные энкодеры не теряют свою позицию при исчезновении напряжения

[18]
.


2.3

Назначение цеха

и технол
огический процесс участка УОГМ

Рельсобалочный цех специализируется на выпуске продукции
транспортного назначения


рельсы, профили для вагоностроения и других
отраслей.
В 2012 году произошла реконструкция цеха целью которого стало
освоение выпуска новых во
стребованных
на рынке

100

метровых рельс
.

Участок охлаждения горячего металла
(УОГМ)
расположен

после
участка
дифференцированной закалки рельс (
ДЗР
)

и предназначен

для
охлаждения проката.



Состав
технологического
оборудования
участка УОГМ
:



Загрузочное ус
тройство

(
устройство
©
Холодильник
ª
)
;



Шагающее устройство

(
устройство
©
Холодильник
ª
)
;



Разгрузочное устройство

(
устройство

©
Холодильник
ª
);



Вентиляторы № 1… №
63

(
устройство
©
Холодильник
ª
)
;



Рольганги №1... №30,



Рольганг входной №1, 2, 3
;



Рольганг выходной №1
;



Пила отбора проб
;



Горячие с
теллажи охлаждения №
1
... №
4
;

35



Шлеппера №1... №
8
;


Рису
нок 2.
3

-

Горячие с
теллажи
№1, 2
участка УОГМ

Технологический процесс участка

Прокат транспортируется по трем входным рольгангам
с участка
п
рокатного стана
на устройство
©
Холодильник
ª
, где происходит охлаждение
металла с 850 до 70 граду
сов по Цельсии
. Разгрузочны
м устройством
разгружается на в
ходной

рольганг

100 отделения
или приемный рольганг
третьего прол
е
та

участка УОГМ
. Далее транспортируется на приемный
рольганг первог
о

пролета

участка УОГМ
.

Прокат (рельсы) транспортиру
е
тся на приёмный рольганг № 1, 2, 3, 4
первого пролета с устройства
©
холодильник
ª

или
транспортиру
е
тся
с участка
ОДП
на

отдающ
ий

рольганг №1, 2, 3, 4, 5 первого пролета по одной

штуки.
Далее

прокат забира
ется на стеллажи
шлепперами №1, 2, 3, 4, заполнение
происходит плотно.
После
охлажд
ения
,
прокат
разгружа
е
тся шлепперами на
отдающий рольганг и транспортируются на участок УОРП или
транспортируются на участок ОДП. Управление процессом происходит в
ручном ре
жиме оператором ПУ№8 (управляет шлепперами
№1, 2, 3, 4
и
отдающим рольгангом

№1, 2, 3, 4, 5
) и ПУ №6 (управляет приемным
рольгангом

№ 1, 2, 3, 4
).


Технологический процесс участка УОГМ представлен в приложении А.

36

3

ОСНОВНАЯ

ЧАСТЬ

3.1

Существующая

система управле
ния стеллажей участка УОГМ


В 2000 году были заменены
релейно
-
контакторные схемы управления

шлепперов стеллажей горячего металла на электропривод КТЭ 500/220м
-
12т
-
05
-
К0М
0

под управлением ПЛК фирмы

Rockwell Automation
.
Цель
модернизации заключалось в замене

физически и морально устаревшей
системы управления, снижение потерь

производства
.

Исполнителем
модернизации
являл
ся

ОАО
©
Уралмаш
ª
.

В ходе реконструкции цеха в 2012 году

были
заменены
релейно
-
контакторные схемы управления

приемного и отдающего рольганга на

современный привод. Цель модернизации заключалось в
замене физически и
морально устаревшей системы управления, снижение потерь

производства
.

Исполнител
ем

являлся

ЗА
О
©
Тяжпросервис
ª
.

3.1.1

Приемный рольганг

Приемный рольганг

состоит из
четырех

групп и управляетс
я
ПЧ

Siemens

Sinamic
s

S
120

T
-
A
42267090118
номер заказа

6SL33
52

1
AE
32

6
AA
1
, через
релейн
ую
схем
у

по дискретным сигналам с ПУ №6.

Привода размещены в ЭТП

1. Рольганги управляются трех фазными электродвигателями
с
короткозамкнутым
и

ротор
ами

тип
а

АР 64
-
16; Р
5 кВт; U~380 В.


Рис
унок

3.1
.
1

-

Привода приемного рольганга

Sinamic
s

S
120

37

3.1.2

Отдающий рольганг

Отдающий рольганг

состоит из
пяти

групп, управляется ПЧ

ABB

ACS
800
-
07
-
0260
-
3
-
D
150
по дискретным

сигналам с ПУ №8, через релейную

схему управления.
Привода размещ
ены в ПСУ
-
84.

Рольганги управляются трех
фазными электродвигателями
с короткозамкнутым
и

роторами типа АР
7
4
-
16;
Р
5
,
7

кВт; U~380 В.


Рис
унок

3.1
.
2

-

Привода
ABB

ACS
800

отдающего рольганга

3.1.3

Канатный шлеппер

На каждом стеллаже имеется
по
два шлеппера
которы
е

соединены
совместно мех
анической муфтой, у
правл
яются тиристорным
и

привод
а
м
и

КТЭ
500/220м
-
12т
-
05
-
К0М
0

по дискретным сигналам
с поста управления №8 через
релейную

схему

с
заданием фиксированных скоростей по аналоговому сигналу
от ПЛК фирмы Allen
-
Bredley
PL
C
-

5, то есть разгон и торможение происходит
по рампе.

Механизм шлеппера приводится в движение электродвигателем типа
ДП
-
72 постоянного тока последовательного во
збуждения. Номинальная
мощность

двигателя 75 кВт, номинальная скорость вращения 470 об. /мин.

П
ривода размещены в ПСУ
-
84.


Аналоговы
е

выходн
ые

сигнал
ы

контроллера подключен
ы

к я
чейк
ам

гальванической развязки РГ
-
8

системы автоматического регулирования (САР)

привод
а КТЭ
. Ячейка п
редназначена для потенциального разделения входных и
выходных цепей
.

38

Пар
аметры ячейки РГ
-
8
:



Входное напряжение от 0 до
+/
-

10В
;



В
ходное сопротивление 1 кОм
;



К
оэффициент передачи от 0,95 до 1,05
;


Рис
унок

3.
1
.
3

-

Привода
КТЭ

500/220м

шлеппер
ов

3.2

Проектирование
автоматизированной
системы

управления

3.2.1

Структурная схема АСУ

Для созда
ния
автоматизированной системы управления

нам необходимо
согласно ТЗ
разработать

архитектуру
модел
и

АСУ, а также произвести
обзор и
выбор

аппаратно
-
программных средств.

Архитектура

модели АСУ согласно ТЗ представлена
на рисунке 3.2.1
.


Рис
унок

3.2.1
-

Архитектура

модели АСУ

39

Структурная схема автоматизированной системы управления
представлена в приложении

В
.

Верхний уровень



это уровень человеко
-
машинного интерфейса


автоматизированные рабочие места (АРМ), на которых производи
тся контроль
и управление технологическим процессом. В АСУ горячих стеллажей
предусмотрено одно рабочее место АРМ Оператора ПУ №8.

Средний уровень



уровень контроллеров, подсистем распределенного
ввода
-
вывода, промышленных сетей и силовых приводов. Средни
й уровень
реализован на базе программируемого логического контроллера.

ПЛК должен обеспечить:



ввод сигналов с детекторов наличия рельса участка УОГМ;



ввод сигналов состояния работы технологического оборудования
из существующих релейных схем управления меха
низмами
участка УОГМ;



ввод
-
вывод сигналов с пульта управления механизмами горячих
стеллажей участка УОГМ;



управление силовыми приводами механизмов
;

Нижний уровень



уровень датчиков

и исполнительных механизмов
.

Для измерения положения
шлепперов
и
отслежива
ния выпускаемой продукции
необходимо
применя
ть

технологические датчики.

3.2.2

Обоснование выбора аппаратно
-
программных средств

создаваемой АСУ

Объект управления


стеллажи горячего металла
, предполагает
использование SCADA системы диспетчерского контроля и управ
ления
технологическими объектами.

Функц
ию взаимодействия диспетчерско
го управления
технологическим
оборудованием несет микропроцессорный контролер, который является
основой любой системы диспетчерского контроля и управления.

40

Данные с датчико
в поступают в
контроллер, где
обрабатываются

и по
результатам обработки вырабатывается управляющее воздействие

на
механизмы управления технологических объектов
.

Микропроцессорный контроллер, используемый в системе, должен
обесп
е
чивать выполнение следующих функции:



ввод
/вывод
, масштабирование, фильтрацию от помех

(защита от
дребезга

контактов
)
;



обмен данными с рабоч
ей

станц
и
ей
;



автоматическое управлени
е

и регулирование;



исполнение дистанционных команд с рабоч
ей

станц
ей
;



функции согласно ТЗ
;

Согласно параметрам ячейки РГ
-
8 системы
автоматического
регулирования

КТЭ шлеппер
а
, необходимо чтобы аналоговые выходы ПЛК
обеспечивали потенциальный вывод от 0В до +/
-

10В с разрешающей
способностью ЦАП не менее
10 бит (
то есть с
шаг
ом

дискретизации
20

мВ)
.

Необходимо чтобы дискретные

вход
ные сигналы

ПЛК обеспеч
и
вали
гальваническое разделение внутренних цепей от внешних цепей и ввод
сигналов 24В, для устранения электромагнитных наводок и искажения
сигналов от неравенства потенциальных точек заземления источника и
приемника.

Дискретные

выход
ные сигналы

должны обеспечивать вывод сигналов
24В и током не менее 50

мА на канал, для управления релейной схемой
развязки сигналов с

установленными

реле типа
FINDER

40.51.9.024.0000

24
VDC

6
A
/250
В
(
потребляемая мощность
катушк
и

650 мВт) и светосигн
альной
арматурой СКЛ
-
1
2

(ток потребления 20 мА)
.

В настоящее время на рынке
аппаратных
средств автоматизации имеется
большой выбор
контроллеров
, как отечественного,
так и зарубежного
производства.
Импортны
е контроллеры, таких семейств как:

Control
Logi
x

(
Ro
ckwell Automation
)
,
OMRON

CJ
2
(
Omron
)
,
Simatic

S
7
(
Siemens
)
,
Siplus

(
Siemens
)

имеют несравненно более высокую цену, что связано с более высокой
41

себестоимостью
, но

п
ри этом они превосходят контроллеры российского
производства по ряду таких показателей, как:



надёжность;



быстродействие;



удобство п
рограммирования
;

Исходя из этого, будем рассма
тривать

преимущественно
зарубежные
контроллеры.

3.2.3

Обоснование выбора микроконтроллера

Из зарубежных

и отечественных

микроконтроллеров наиболее
соответствующими требованиям я
вляются:



контроллеры

семейства

ControlLogi
x

компании

Allen
-
Bradley
Rockwell Automation;



контроллеры

семейства

ОВЕН ПЛК
компании

ОВЕН
;




контроллеры семейства Simatic S7

компании

Siemens;



контроллеры семейства
CJ
2
компании

OMRON
;

Сравнительн
ые

характеристик
и

контроллеров приведен
ы

в таблице
3.
2
.
3
.

Таблица
3.
2
.
3

Сравнительн
ые

характеристик
и

контроллеров

Параметр

C
ontrollogix

C
J2

ОВЕН
ПЛК160

Simatic S7

300

Simatic S7

400

ОЗУ

750

К
б

8


МБ

5

К
б

60

К
б

8 МБ

32 Кб

2 Мб

144 Кб

15 Мб

Загрузочная
память
(
Flash
)

До

3
2

МБ

До
32

МБ

4

МБ

До 8 МБ

До 64

МБ

Время
выполнения
лог.операции

262

мкс

40 нс

256

мкс


1 мс

0,05

0,1 мкс

18

75 нс

Кол. каналов
ввода
-
вывода

сигналов
D
/
A

128
000
/
4000

(
опц.
)

2560
/

2560

(
опц.
)

16
/
8

65636/4096

(
опц.
)

131072/8192

(
опц.
)

Горячее резерв
.

кон
троллера/

линии связи

+/+

+/+

-
/
-

+/+

+/+



42

Продолжение таблицы 3.2.
3

Коммуникация

ControlNet

DeviceNet

RS
-
485


RS
-
232

RS
-
422

USB

RS
-
485


RS
-
232

USB

MPI

Profibus
-
DP



MPI

Profibus
-
DP



Электромагни
т
.

совместимость

IEC 61000

EN 61000
-
6
-
2

Критерий
А

IEC 61000

IEC 61000

Степень защиты
корпуса

IP
20

IP
20

IP
20

IP
20

IP
20

ЦАП
аналоговых
каналов

13/14/16 бит

12/13/16/18
бит

10
/12

бит

11/12 бит

13/14/16 бит

АЦП
аналоговых
каналов

16 бит

12/13/16/18
бит

16
бит

9/12/14/16 бит

13/14/16 бит

Модульное
исполнение

Да

Да

Нет

Да

Да

Минимальная
Цена, руб.

132 254
р
уб
.


(по курсу 89 р.
евро)

176

754
р
уб
.

(по курсу 89 р.
евро)

2
8

79
2 р.


133

767

р
уб
.


(по курсу 89 р.
евро)

210

752

р
уб
.

(по курсу 89 р.
евро)


В
200
3

году

О
АО
©
НКМК
ª

©
ЕвразХолдинг
ª

подали заявку для выбора
исполнителя работ по автоматизации
производства

предприятия

[
1
1
]
.

На тот

момент

в Новокузнецке были две фирмы
©
Элсис
ª

и
©
Синетик
ª

которые
оказывали услуги

по а
втоматизаци
и

производства

промышленных
предприятий
.

Компания
©
Элсис
ª

является

официальн
ым

дистрибьютор
ом

компании

©
Allen
-
Bradley
(Rockwell
Automation)
ª

[1
0
]
,
а компания
©
Синетик
ª

официальн
ым

дистрибьютор
ом

компании

©
Siemens
ª

[
9
]
.

На
конкурсе

т
ендер выиграл
а компания

©
Синетик
ª
.
Она

справ
лялась

с
поставленными задачами по автоматизации

и модернизации
предприятия.

П
олитика
ОАО
©
НКМК
ª

©
ЕвразХолдинг
ª

стала нацелена
на
использова
ние

оборудовани
я

преимущественно фирм
ы

©
Siemens
ª
.
Персонал
предприятия
был
обучен обслуживанию
с
контролер
ами

и приводами
ф
ирмы
©
Siemens
ª
.


На основании приведенной в таблице 3.
2.1

сравнительн
ых
характеристик

контроллеров

и политики АО
©
Евраз
Объеденный
ЗСМК
ª
,
выбираем SIMATIC S7
-
300, т
ак как

он подходит п
о всем характеристикам
,
а
43

также
АО
©
Евраз
Объеденный
ЗСМК
ª

в составе пре
дприятия
имеет
своих
сертифицированных
специалистов

по обслуживанию

приводов и
контроллеров
фирмы
©
Siemens
ª
.


Рисунок

3.2.
3

-

ПЛК
SIMATIC S7
-
300

SIMATIC S7
-
300
-

это модульный программируемый контро
ллер
универсального назначения. Ш
ирокий
выбор

функциональ
ных
модулей
позволяют выполнять максимальную адаптацию оборудования к требованиям
решаемой задачи. При модернизации и развитии производства контроллер
может быть легко дополнен необходимым набором модулей

[16]
.

Контроллер
Siemens

S7
-
300 имеет модульную кон
струкцию и позволяет
использовать в своем составе широкий спектр модулей самого разнообразного
назначения:



модули центральных процессоров (CPU), для решения за
дач
различного уровня сложности
;



сигнальные модули (SM), используемые для ввода и вывода
дискретн
ых и аналоговых сигналов;



коммуникационные процессоры (CP) для подключения к
промышленным сетям и организации PtP соединений;



функциональные модули (FM) для решения задач скоростного
счета, позиционирования и автоматического регулирования;



модули блоков пи
тания (PS);



интерфейсные модули (IM) для обеспечения связи между базовым
блоком и
распределенными станциями ввода
-
вывода
.

Система ввода
-
вывода программируемого

логического

контроллера S7
-
300 может включать в свой состав до 32 сигнальных, функционал
ь
ных и
44

к
оммуникационных модулей.
Питание модулей стойки расширения
осуществляется от
собственного
блока питания

[16]
.

SIMATIC S7
-
300 может
быть сконфигурирован по

сети PROFIBUS
-
DP в
качестве ведущего или ведомого сетевого устройства через встроенный
интерфейс цен
трального процессора или через комм
уникационные процессоры
CP 342
.
Такой

вариант подключения позволяет создавать системы
распределенного ввода
-
вывода

[
8
]
.

Функции обслуживания человеко
-
машинного интерфейса встроены в
операционную систему контроллера S7
-
300
.

SIMATIC S7
-
300 отвечает требованиям целого ряда международных и
национальных стандартов

и норм
:



DIN
;



Сертификат UL
;




Сертификат CSA
;




FM, класс 1, группы A, B, C и D (температурная группа T4, до
135ºC)
;




Сертификат соответствия Госстандарта России № РОС
С
DE.АЯ46.В22357 от 22.08
.2005 г. подтверждает соответст
вие
программируемых контроллеров SIMATIC и их компонентов
требованиям стандартов ГОСТ Р МЭК 60950
-
2002, ГОСТ 26329
-
84
(п.

п. 1.2; 1.3), ГОСТ Р 51318.22
-
99, ГОСТ 51318.24
-
99, ГОСТ Р
51317.3.2
-
99, ГОСТ
Р 51317.3.3
-
99.



Метрологический сертификат Госстандар
та России DE.C.34.004.A
№ 11994
;

3.2.4

Обоснование выбора диспетчерского управления

В
ыбранный
нами
ПЛК в своем составе программного обеспечения имеет
среду для создания человеко
-
машинного интерфейса

SCADA

сис
тема
WinCC
, к
тому же у предприятия имеется плавающая лицензия

на данное ПО,
соответственно выбираем эту среду для разработки
HMI

интерфейса
.

45

Плавающая лицензия


это

стандартная лицензия без временных
ограничений,

которая может быть передана и использова
на на любом
компьютере. Лицензия считывается с сервера лицензий в сети через программу
Automation License Manager.


Рисунок
3.2.
4



Система
WinCC

WinCC

представляет собой мощную систему
HMI
,

работающую под
управлением ОС
Microsoft

Windows
. Система
WinCC

о
беспечивает управление
и наблюдение за процессами, происходящими на установке
.
Связь между
WinCC

и установкой обеспечивается с помощью системы автоматизации

[
16
]
.

Система
WinCC

применяется для визуализации процесса и
конфигурирования графического интерфейс
а пользователя. Система
WinCC

предоставляет следующие возможности:



Система
WinCC

позволяет осуществлять наблюд
ение за
процессом. Графическое
представление п
роцесса отображается на
экране.



Система
WinCC

позволяет осуществлять управлен
ие процессом. К
пример
у, можно
задать уставку с помощью интерфейса
пользователя или открыть
подвижной механизм
.



Система
WinCC

позволяет осуществлять

мониторинг процесса. В
случае
критического состояния процесса автоматически подается
аварийный сигнал.
Если,
например, превышено

предустановленное заданное значение, то на экране отобразится
сообщение.

46



Система
WinCC

позволяет осуществлять арх
ивирование данных
процесса. Во
время работы
WinCC

значения процесса можно
распечатать или поместить их в электронный архив. Это упрощает
доку
ментирование процесса и обеспечивает последующий доступ
производственным данным.

Проводник
WinCC

является ядром программного обеспечения для
конфигурирования. В проводнике
WinCC

отображ
ается структура всего
проекта,

а
т
акже осуществляется администрирование

проекта.

3.2.5

О
боснование выбора типа датчиков

Датчики в целях экономии затрат
выб
ер
ем из

Российских фирм.
Лидирующее положение в России и странах СНГ по техническому уровню
разработок, объему производства и сбыта бесконтактных выключателей

является фирма
©
Се
нсор
ª
.

Фирма

с
лавится вы
сок
им

качество
м

продукции и
предоставляемого сервиса
, с
оответств
ует

отечественным стандартам и
международным нормам.
Имеется ш
ирокая н
оменклатура серийной продукции,
более 1200 типоразмеров изделий

[1
3
]
.

Выбор типа датчиков для слеж
ения за металлопрокатом сделаем в
пользу дискретных индуктивных бесконтактных датчиков

с увеличенным
расстоянием срабатывания

из
-
за конструктивных

особенностей

технологического
оборудования
.

Для отслеживания металлопроката и автоматизации технологического
процесса нам необходимо 20 датчиков
со схемой подключения
PNP

(
NO
)

и

2

реперных
датчика для
шлепперов
со схемой подключения
PNP

(
NC
)
, так как
датчик служит для калибровки

положения шлеппера
, необходимо чтобы
датчик
и

отрабатывал
и

на разрыв сигнала
.


Для эти
х целей подойдут датчики типа
ВБИ
-

Ф270
-

110У
-
2111
-


с
расстоянием срабатывания 150 мм
, ном. ток 200 мА

и
ВБИ
-
М47
-
70С
-
1113
-
З

с
расстоянием срабатывания 20 мм, ном. ток 200 мА

согласно каталогу
выпускаемой продукции
.

47


Рисунок 3.2
.
5
.1


Датчик типа
ВБИ

-

Ф270
-

110У
-
2111
-



Рисунок 3.2
.
5
.2


Датчик типа
ВБИ
-
М47
-
70С
-
1113
-
З

Энкодеры для определения позиции шлепперов
выберем
многооборотные
абсолютные
c

разрешением (
количеством

информации
)

1
2

бит
(
4096
) за один оборот

и 13 бит (8192) информации за колич
ество оборотов,
питающийся

от сети постоянного напряжения
=
24В.

Тип

выходной
информации
двоичный код

или

код Грея
.


Для наших целей подойдут энкодеры
любых фирм производителей,

подходящих к нашим параметрам.
Сделаем выбор в пользу

фирм
ы

KUBLER

датчик семей
ства
SEND
IX

серии

T
8.5888
, так как он вполне подходит по
нашим параметрам согласно каталогу продукции
.


Рисунок

3.2.
5
.
3



Э
нкодер
KUBLER

T
8.5888

Компания K
u
bler является одним из ведущих европейских
производителей оборудования для измерения, преобразовани
я и передачи
данных, которое задействовано в системах контроля и позиционирования
механизмов с вращательным и линейным движением.

Характеристики энкодера

KUBLER

T
8.5888
:

48



Разрешение на оборот: Значение по умолчанию: 1…65536 (16 бит),
(масштабируется: 1…65
536) 8192 (13 бит)
;




Общее разрешение: 28 бит (масштабируется 1…228 шагов
);



Число оборотов: 4096 (12 бит), (масштабируется: 1…4096)
;




Код: Двоичный
;




Интерфейс: Спецификация в соответствии с Profibus
-
DP 2,0

стандартом (DIN 19245 часть 3)
;



Драйвер RS 485 с
гальванической развязкой
.

Разработанная с
хема расположения датчиков представлена в
приложении
Б
.

3.2.6

Обоснование выбора
функциональных модулей
программируемого логического контроллера

Функциональные модули предназначены для решения типовых задач
автоматическог
о управления, к которым можно отнести задачи скоростного
счета, позиционирования, автоматического регулирования, скоростной
обраб
отки логических сигналов и т.д.
Функциональные модули могут
использоваться в составе программируемых контроллеров SIMATIC S7
-
30
0/
S7
-
300C/ S7
-

300F. Целый ряд функциональных модулей допускается
использовать в станциях систем распределенного ввода
-
вывода SIMATIC ET
200M и SIMATIC ET 200
S
.

3.2.6.1

Выбор ЦПУ

В серии
контроллеров
Simatic

S
7
-
300 имеются

20

типов центральных
процессоров:

-

6 типо
в центральных процессоров S7
-
300C (Compact) с
интегрированными в операционную систему технологическими
функциями и набором встроенных входов и выходов: CPU 312C/
CPU 313C/ CPU 313C
-
2 DP/ CPU 313C
-
2 PtP/ CPU 314C
-
2 DP/ CPU
314C
-
2 PtP;

49

-

модели центральных про
цессоров стандартного исполнения: CPU
312/ CPU 314/ CPU 315
-
2 DP/ CPU 317
-
2 DP
/

CPU 315
-
2 PN/DP/

CPU 317
-
2 PN/DP и CPU 319
-
3 PN/DP

с встроенным интерфейсом

-

центральные процессоры CPU 315T
-
2 DP и CPU 317T
-
2 DP с
встроенными в
операционную систему функциями
позиционирования и управления перемещением, набором
встроенных входов и выходов, встроенным интерфейсом
PROFIBUS DP/ DRIVE;

-

центральных процессоров с встроенными в операционную систему
функциями противоаварийной защиты и авто
матики безопасности:
CPU 315F
-
2 DP, CPU 315F
-
2 PN/DP, CPU 317F
-
2 DP, CPU 317F
-
2
PN/DP

и CPU 319F
-
3 PN/DP.

Рассмотрим

ц
ентральны
е

процессор
ы

стандартного исполнения:



CPU 312: центральный процессор для построения для построения
небольших систем управления, в
ключающ
их в сос
тав системы
локального ввода
-
вывода до 8 модулей S7
-
300.



CPU 314: центральный процессор для построения систем
управления, в которых требуется скоростная обработка
информации и поддержка систем локального ввода
-
вывода,
включающих в свой соста
в до 32 модулей S7
-
300.



CPU 315
-
2 DP: центральный процессор с встроенным
интерфейсом ведущего/ ведомого устройства PROFIBUS DP для
построения высокопроизводительных систем автоматизации с
развитой системой локального и распределенного ввода
-
вывода.



CPU 315
-
2 PN/DP: центральный процессор с встроенным
интерфейсом Industrial Ethernet

и PROFIBUS DP, обеспечивающий
поддержку коммуникационного стандарта PROFINET и
предназначенный для использования в системах Component Based
50

Automation, а также системах распределе
нного ввода
-
вывода на
основе PROFINET.



CPU 317
-
2 DP: центральный процессор с встроенными
интерфейсами MPI/ PROFIBUS DP и PROFIBUS DP, большим
объемом памяти программ и данных, высокой
производительностью. Предназначен для построения
высокопроизводительных
систем автоматизации с развитой
системой локального и распределенного ввода
-
вывода.



CPU 317
-
2 PN/DP: центральный процессор с встроенным
интерфейсом Industrial Ethernet

и PROFIBUS DP, обеспечивающий
поддержку коммуникационного стандарта PROFINET и
предназна
ченный для использования в системах Component Based
Automation, а также системах распределенного ввода
-
вывода на
основе PROFINET.



CPU 319
-
3 PN/DP: мощный центральный процессор с высоким
быстродействием,

большим объемом памяти памяти программ и
данных. Осна
щен встроенными интерфейсами MPI/DP, PROFIBUS
DP и PROFINET.

Способен обслуживать развитые системы
локального и

распределенного ввода
-
вывода на основе сетей
PROFIBUS DP и PROFINET IO, а также работать в системах
PROFINET CBA.

Наиболее оптимальным вариантом

является процессор
CPU 31
4
с
встроенным интерфейсом
MPI
.


Рисунок

3.2.
6.1



центральный
процессор
CPU 314

51

CPU 314

характеризуется следующими показателями:



Микропроцессор
:

100
-
200нс на выполнение бинарной

инструкции.




Рабочая память объемом

96

Кбайт, RAM
(приблизительно

32 K
инструкций); для выполнения загруженной секции программы и
хранения оперативных данных. Микрокарта памяти

(до

8 Мбайт),
используемая в качестве загружаемой памяти, а также сохранения
архива проекта

(с комментариями и таблицей символов)
,
архивирования данных и
алгоритмами
управления.




Гибкие возможности расширения;

подключение до

32

модулей S7
-
300 (4
-
рядная конфигурация).



Интерфейс

MPI; позволяет устанавливать одновременно
до

12

соединений с программируемыми контроллерами

S7
-
300/400, про
грамматорами, компьютерами и панелями операторов.

3.2.6.2

Выбор коммуникационн
ых

модул
ей

Коммуникационные модули включают в свой состав:

-

Коммуникационные процессоры для организации связи через PtP
интерфейс.

-

Коммуникационные процессоры для обслуживания систем
рас
пределенного ввода
-
вывода на основе AS
-
Interface.

-

Коммуникационные процессоры для обслуживания систем
распределенного ввода
-
вывода на основе PROFIBUS DP и
PROFINET IO.

-

Коммуникационные процессоры для организации связи через
PROFIBUS FMS.

-

Коммуникационные п
роцессоры для организации связи через

Коммуникационный процессор CP 340 позволяет создавать
экономичные решения для организации обмена данными по последовательным
каналам связи.


52

Коммуникационный процессор CP 341 обеспечивает скоростно
й обмен
данными через PtP интерфейс, разгружая центральный процессор контроллера
от выполнения коммуникационных задач.


Коммуникационный процессор CP 343
-
2 выполняет функции ведущего
устройства AS
-
Interface и может работать в программируемых контроллерах
S
IMATIC S7
-
300 и станциях распределенного ввода
-
вывода ET 200M.

Коммуникационный процессор CP 342
-
5 предназначен для подключения
систем SIMATIC S7
-
300/ C7 к сети PROFIBUS DP. Он позволяет разгрузить
центральный процессор контроллера от выполнения коммуника
ционных задач
и способен поддерживать широкий спектр коммуникационных функций.

Коммуникационный процессор CP 342
-
5 FO позволяет производить
непосредственное подключение систем автоматизации SIMATIC S7
-
300/ C7 к
оптическим каналам связи сети PROFIBUS DP.


К
оммуникационный процессор CP 343
-
5 используется для подключения
систем автоматизации SIMATIC S7
-
300/ C7 к сети PROFIBUS. CP 3
43
-
5 может
быть использован для о
рганизации связи между PROFIBUS
-
станциями по
протоколу PROFIBUS FMS.

Коммуникационный процессор

CP

343
-
1

предназначен для подключения
программируемого контроллера

SIMATIC S7
-
300

к сети

Industrial Ethernet.


Рисунок

3.2.
6.2.1



Коммуникационный процессор CP 342
-
5

53


Рисунок

3.2.
6
.
2
.
2



Коммуникационный процессор CP 34
3
-
1

Из выше перечисленного нам подхо
дит к
оммуникационный процессор
CP 342
-
5

и
CP 343
-
1
.


CP 342
-
5 позволяет:

-

Выполнять функции ведущего или ведомого устройства
PROFIBUS DP в соответствии с IEC 61158/ EN 50170.

-

Поддерживать связь с устройствами и системами человеко
-
машинного интерфейса.

-

Подде
рживать связь с другими программируемыми
контроллерами SIMATIC S7/ C7/ WinAC.

Допустимое количество коммуникационных процессоров,
устанавливаемых в один программируемый контроллер, определяется типом
используемого центрального процессора, а также количеств
ом и видом
устанавливаемых коммуникационных соединений.

В сети PROFIBUS коммуникационный процессор CP 342
-
5 обеспечивает
поддержку:

-

Протокола PROFIBUS DP для ведущего или ведомого устройства
в соответствии с т
ребованиями IEC 61158/ EN 50170;

-

PG/OP функций
связи
;

-

S7 функций связи
;

-

Функций S5
-
совместимой связи (SEND/RECEIE).

Работая в качестве ведомого DP
-
0 устройства, CP 342
-
5 способен
поддерживать связь с ведущими устройствами PROFIBUS DP. Это позволяет
создавать смешанные конфигурации, обеспечивающие сет
евой обмен данными
между контроллерами SIMATIC S7, SIMATIC S5, компьютерами, станциями
54

распределенного ввода
-
вывода ET 200 и другими устройствами полевого
уровня (IEC 61158/ EN 50170, часть 2).

CP 343
-
1 оснащен встроенным микропроцессором и обеспечивает
н
езависимый обмен данными через Industrial Ethernet с использованием
стандартных транспортных уровней
с
1

по
4.

В комбинированном режиме
коммуникационный процессор обеспечивает одновременную поддержку
транспортных протоколов TCP/IP

и UDP.

3.2.6.3

Выбор интерфейсных

модулей

ЕТ станций

Станция распределенного ввода
-
вывода SIMATIC ET 200
M

может
включать в свой состав:



Интерфейсный модуль;



Модули ввода
-
вывода.

Интерфейсные модули IM 153
-
1/ IM 153
-
2 HF позволяют использовать
станции ET 200M в системах распределенного вво
да
-
вывода систем
автоматизации самого разнообразного назначения.

Интерфейсные модули IM 153
-
2 HF предназначены для многоканальных
(резервированием каналов связи) конфигурациях системы распределенного
ввода
-
вывода.

Интерфейсные модули IM 153
-
1 предназначены

для работы в
одноканальных (без резервирования каналов связи)

конфигурациях системы
распределенного ввода
-
вывода.

Выберем интерфейсный модуль IM 153
-
1

для станции
200
M
.


Рисунок

3.2.
6
.
3
.1




Интерфейсный модуль IM 153
-
1

55

Станция распределенного ввода
-
вы
вода SIMATIC ET 200S имеет
степень защиты IP 20 и может включать в свой состав:



Интерфейсный модуль (обычный или интеллектуальный).



Модули ввода
-
вывода.



Технологические модули.



Силовые модули преобразователей частоты и фидеров нагрузки.

Интерфейсные модули

IM 151

предназначены для подключения станций
ET 200S к сети PROFIBUS DP

и автономного управления обменом данными с
ведущим DP устройством.

Варианты исполнений:



IM 151 BASIC с интерфейсом RS 485: подключение к
электрическим каналам связи PROFIBUS DP через
9
-
полюсный соединитель D типа.



IM 151 HIGH FEATURE с интерфейсом RS 485:
подключение к электрическим каналам связи PROFIBUS DP
через 9
-
полюсный соединитель D типа
, улучшенные
характеристики, быстродействующий
.



IM 151 FO STANDARD с оптическим интерфейсом:
п
одключение к оптическим каналам связи PROFIBUS
-
DP
через 4 гнезда симплексных соединителей.



IM 151
-
3 PN

для подключения к сети PROFINET до 63
модулей ввода
-
вывода (исключая модули PROFIsafe).
Подключение к сети Industrial Ethernet через гнездо RJ45.




IM 151
-
7/CPU и IM 151
-
7/CPU FO

для подключения к сети

PROFIBUS DP до 63 модулей ввода
-
вывода. Оснащены
встроенным центральным процессором с функциональными
возможностями CPU

314.


56


Рисунок

3.2.
6
.
3
.2




Интерфейсный модуль IM 151
-
1

Наиболее подходящий вариант

и
н
терфейсный модуль

IM 151
BASIC с
интерфейсом RS 485

подключение к электрическим каналам связи PROFIBUS
DP через

9
-
полюсный соединитель D типа.

3.2.6.4

Выбор модулей

ввода
-
вывода

для ПЛК и электронных
модулей
ввода
-
вывода
для ЕТ станций

Сигнальные модули, предназна
ченные для построения системы ввода
-
вывода дискретных сигналов программируемых контроллеров SIMATIC S7
-
300
и станций распределенного ввода
-
вывода SIMATIC ET 200.

Применение сигнальных модулей позволяет:

-

Оптимально адаптировать контроллер к требованиям реша
емой
задачи. Требуемое количество и вид дискретных входов
-
выходов
обеспечивается выбором соответствующего количества
сигнальных модулей определенных типов.

-

Обеспечить гибкое сопряжение с объектом управления.
Сигнальные модули S7
-
300 позволяют подключать бо
льшинство
существующих дискретных датчиков и приводов.

Модули SM 321 обеспечивают преобразование входных дискретных
сигналов контроллера в его

внутренние логические сигналы.

Модули SM 322 выполняют преобразование внутренних логических
сигналов контроллера
в его выходные дискретные сигналы.

Модули
SM 3
3
2
вывода аналоговых сигналов предназначены для цифро
-
аналогового преобразования внутренних цифровых величин контроллера S7
-
300 в его выходные аналоговые сигналы.

57


Рисунок

3.2.
6.
4
.1



Модули ввода
-
вывода

ПЛК и

ЕТ200М


Рисунок

3.2.
6
.
4
.
2



Модули ввода
-
вывода

ЕТ200
S

Подберем

модули согласно нашим параметрам

основываясь на
минимальные технические параметры модулей в каталоге производителя
:

Цифровой модуль ввода

SM 321; DI
32

x DC 24
V
.


Свойства
:



32

входов,

потенц
иально развязанных группами по

32
;




Н
оминальное входное напряжение

24
В пост.
т
ока
;



Пригоден для переключателей и 2
-
, 3
-

и

4
-
проводных датчиков
близости (BERO)
;


Аналоговый модуль вывода

SM 332; AO 4 x 12 Bit.

Свойства
:



4 выхода в одной группе
;



отдельные вы
ходные каналы могут быть параметризованы как

потенциальные выходы
,
токовые выходы
;



Разрешающая способность12 бит
;



Параметризуемые диагностика и диагностическое прерывание
;



Гальваническая развязка относительно интерфейса с задней шиной
и напряжения

на нагру
зке
;

58



Подключение: 2
-

и 4
-
проводное подключение для потенциального
выхода.

Цифровой модуль вывода

SM 322
; DO 16 x 24 V/ 0,
5
A
.


Свойства
:



16
выходов,

потенциально развязанных группами по

8
;




Выходной ток 0,
5
A
;




Номинальное напряжение на нагрузке

24
В пост. т
ока
;



Пригоден для электромагнитных клапанов, контакторов
постоянного тока и сигнальных ламп.

3.2.6.5

Выбор
источник
а

бесперебойного
питания

Блоки питания SITOP
P
ower являются важными компонентами для
обеспечения безопасности, увеличения срока службы и экономичност
и работы
электронных компонентов систем автоматизации.

Блоки питания SITOP
P
ower
обеспечивают качественную стабилизацию и фильтрацию выходного
напряжения, защищают нагрузку от перенапряжений, п
ерегрузок и коротких
замыканий.

Даже при

сильных колебаниях вхо
дного напряжения, блоки
питания SITOP
P
ower гарантируют формирование непрерывного и устойчивого
выходного напряжения, компенсируя возмущения питающей сети,
перенапряжения и

помехи.

Источники

питания SITOP
P
ower
имеют следующие

модификаций:



1
-
фазные блоки
питания с фазным и линейным входным
напряжением, выходным напряжением 24 В и токами нагрузки
0.375 ... 20 A
;



3
-
фазные блоки питания
с

выходным

напряжением 24 В и токами
нагрузки

10 ... 40 A
;



Блоки бесперебойного питания DC UPS с выходным напряжением
=24
В и токами нагрузки 6, 15 и 40 А
.

На
ибольший практический интерес
вызывают блоки питания SITOP
smart и SITOP modular, с помощью которых можно создавать современные
59

системы питания электронной аппаратуры, поддерживающие множество
станда
ртных и дополнительны
х функций.

Произведем расчет нагрузки на источник питания

Посчитаем

токовую

нагрузку

для станции
200
S
:

Станция питает 22 датчика с номинальным током потребления 200
мА,

2
энкодера с номинальным током потребления 290 мА, а также учтем
потребление самой ст
анции

700 мА
.

I

= 22 * 0,2 + 2

*

0,29

+

0,7 = 4,4 + 0,58 + 0,7 =
5.68

А 
6 А

Посчитаем токовую нагрузку для станции
200
M
:

Станция потребляет 650 мА, модули ввода дискретного сигнала
SM
321
25 мА, модули вывода дискретного сигнала
SM
322

160 мА.


I

= 0,65
+

2 *
0,
25 + 1 * 0,16 =

1.31

А 
2 А

Посчитаем токовую нагрузку для ПЛК:


ЦПУ

160 мА, СР 250
мА
,

СР 200 мА,

модули ввода дискретного сигнала
SM
321
25 мА,
модули вывода аналогово сигнала 290 мА
.

I

= 0,16 + 2 * 0,25 +

0,2 +

1 * 0,25 + 2 * 0,29 =

1.6
9

А 
2 А


Рисунок

3.2.
6
.
5
.
1



Модульный блок питания SITOP modular


Рисунок

3.2.
6
.
5
.
2


Б
лок
питания

PS 307

Блоки питания
в формате модулей

SIMATIC S7
-
300 с входным
напряжением ~120/ 230 В, выходным напряжением 24 В и номинальным
током нагрузки

2

А:

60

-

блок питания

PS 307 (6ES7 307
-
1EA00
-
0AA0) в комплекте с
силовой перемычкой для подключения к центральному
процессору/
интерфейсному модулю, предназначенный для
установки на стандартную
профильную шину S7
-
300/ ET 200M.



Рисунок

3.2.
6
.
5
.
3



Блок бесперебойного питания
DC
-
UPS

Блоки DC UPS позволяют обеспечивать бесперебойное питание
нагрузки как от сети постоянного
,
переменного тока, так и от буферной
батареи, обеспечивают питание промышленных компьютеров с напряжением
питания 24 В.
П
озволяют избежать появления негативн
ых эффектов,
связанных с исчезновением напряжения в питающей сети. Как правило,
входное напряжение 24В для блоков DC UPS формируется стандартными
блоками питания SITOP
P
ower.

Для построения систем бесперебойного питания SIEMENS предлагает
использовать бло
ки бесперебойного питания
:

-

DC
-
UPS 6 А,

-

DC
-
UPS 15 A

-

DC
-
UPS 40 A,

а также

модули буферных батарей

на
:

-

2,5 ампер
-
часа

-

3,2 ампер
-
часа

-

7 ампер
-
часов

-

12 ампер
-
часов.

61


Рисунок

3.2.
6
.
5
.
4



Б
уферн
ая

батар
ея

Схема подключения батареи представлена на рисунке
3.2.
6
.
5
.
5, а также в
таблице
3.2.
6
.
5 приведен
обзор

модулей батарейных батарей.


Рисунок

3.2.
6
.
5
.
5



Схема подключения батареи

Таблица

3.2.
6
.
5

Выбор модулей батарейных батарей

Ток
нагрузки

Батарейный
модуль на 2,5
ампер
-
часа


(6EP1935
-
6MD31)

Батарейный
модуль н
а 3,2
ампер
-
часа


(6EP1935
-
6MD31)

Батарейный
модуль на 7
ампер
-
часов


(6EP1935
-
6MD31)

Батарейный
модуль на 12
ампер
-
часов


(6EP1935
-
6MD31)

1 A

2 ч

2,5 ч

6 ч

10 ч

2 A

45 мин

45 мин

2,5 ч

4 ч

4 A

20 мин

20 мин

45 мин

2,5 ч

6 A

13 мин

10 мин

30 мин

1 ч

8

A

9 мин

4 мин

20 мин

40 мин

10 A

7 мин

1,5 мин

15 мин

30 мин

12 A

5,5 мин

1 мин

10 мин

25 мин

14 A

4,5 мин

50 с

8 мин

20 мин

16 A

4 мин

40 с

6 мин

15 мин

20 A

-

-

2 мин

11 мин


62

Выберем
блок
и

питания PS 307
на


и 10
А согласно рассчитанной
нагрузки,

DC
-
UPS 6 А

и
модул
ь

буферн
ой

батаре
и

на
7 ампер
-
часов

для
продолжительного времени работы при отсутствии напряжения сети

более 2
часов
.

3.2.7

Обоснование выбора рабочей станции

На основании требований по установке программного обеспечения и
требований ТЗ подбер
ем ПЭВМ оператора.

Н
а

рабочую станцию оператора для
управления
технологическим процессом

и обслуживания ПЛК будет
установлено следующее ПО
:


-

WinCC

v 7.3

-

Step 7

v 5.5

-

Starter

v 4.3

-

Iba Analyzer

v 1.01

-

S7 technology v 4.4

-

Drive Monitor

v 13.6

Минимальные тре
бования к аппаратному обеспечению для установки

ПО
:

-

Pentium dual core

1.7
ГГц
;

-

Не

менее

2

Гб

ОЗУ
;

-

Рабочее
место минимум 2 ГБ
;

-

М
инимум

1024 x 768
пикселей
;

-

ПК

с

Windows 7 Professional, Enterprise, Ultimate

и

выше
.

В связи с ненадёжностью электросетей и пост
оянно присутствующими
скачками напряжения для защиты компьютерной техники следует использовать
сетевой фильтр, основной функцией которого является сглаживание помех в
электросети
.
Следует отдавать предпочтение выбору фильтра с большим
значением параметра ©
максимальный поглощаемый импульсный выбросª, так
как чем он больше, тем более серьезные краткосрочные отклонения в
параметрах электропитания может компенсировать фильтр.

63

При выборе ИБП следует
рассчитать

общую
нагрузку
. Время работы
ИБП от аккумулятора впо
лне хватит
5

мин. Суммарная мощность
потребления
рабочей станции и монитора составляет 150 Вт
.

Выбирая

монитор
, необходимо учесть следующие характеристики и
особенности:

-

Диагональ и разрешение матрицы
;

-

Частота обновления
;

-

Внешние интерфейсы
;

-

Потребляемая м
ощность
.

Для

наших

целей подойдет
компактный ПК DEXP Mercury P101,
м
онитор
ASUS

VC
239
H

23 
, сетевая карта 5
BITES

UA2
-
45
-
02BK

USB
,
источник бесперебойного питания

DEXP

OFFICE

500
VA
,

сетевой

фильтр
InterStep IS
-
SP
-
406
.


Рисунок 3.2.
7

-


Компактный ПК DEXP M
ercury P101

Таблица 3.2.
7

Комплектующие рабочей станции

Наименование

Цена за ед. руб.

Кол
-
во

К
ПК

DEXP
Mercury P101
/Intel Core i3/
4

Гб
/
50
0
Гб

1000
Мбит
/
с

25999

1

Лицензия Windows 10
Pro

13490

1

23" Монитор
ASUS

VC
239
H
/1920
x
1080/

IPS
/
DVI
,
HDMI
,
V
GA

13599

1

Сетевая карта
5bites UA2
-
45
-
02BK

/10/100
Мбит/сек/
USB

750

1

Клавиатура
Microsoft

Wired

Keyboard

200/
usb
/104 клав.

990

1

Мышь проводная
Logitech

M
90

/светодиодная/1000
dpi

490

1

ИБП

DEXP OFFICE 500VA/300
Вт
/
5
мин

4999

1

Сетевой

фильтр

InterSte
p

IS
-
SP
-
406

750

1

64

3500
Вт
/
1
6
А/1
14
0Дж/
6

розеток

3.2.8

Шкафное оборудование

На рынке предложений шкафного оборудования высокую
конкурентоспособность имеет оборудование фирмы RITTAL. Шкафы по
пыл
евлагозащищенности соответствуют

международным стандартам, степень
защ
иты IP54, высокая технологичность при сборке, широкая номенклатура
составных частей и принадлежностей.


Рисунок

3.2
.
8.
1



Шкаф настенный
AE1077

RITTAL

Для размещения ЕТ
-
станции в
рабочей зоне

будем использовать шкаф
настенный
AE1077 CABINET 760x760x210

с
климат
-
контролем
.


Рисунок

3.2.
8
.2



Шкаф на
пол
ь
ный

TS 8438.510
RITTAL

Для размещения ПЛК в ПСУ
-
84 будем использовать шкаф напольный
TS 8438.510 CABINET

600
x
2000
x
80
0
.

3.2.9

C
писок
выбранных
комплектующих

входящий в
программируемый логический контроллер

Simatic

S
7
-
300



65

Таблица 3.2.
9

Стоимость

программируемого логического контроллера

Наименование

Краткое
название

Кол
-
во

Цена за
шт
.

Цена

SIMATIC S7
-
300, ЦПУ CPU 314 С
ИНТЕРФЕЙСОМ
MPI, 128 КБАЙТА
РАБОЧЕЙ ПАМЯТИ

CPU 314

1

602,08

602,08

КОММУНИКАЦИОННЫЙ ПРОЦЕССОР
CP
342
-
5 ; для SIMATIC S7
-
300 (
PROFIBUS DP, S5,S7, PG/OP)

CP342
-
5

2

805,6

1611,2

SIMATIC NET, CP 343
-
1

КОММУНИКАЦИОННЫЙ ПРОЦЕССОР
ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ SIMATIC S7
-
300 К
IN
D. ETHERNET ЧЕРЕЗ ISO И TCP/IP

CP 343
-
1

1

1272

1272

ИНТЕРФЕЙСНЫЙ МОДУЛЬ ВЕДУЩЕГО
УСТРОЙСТ
ВА PROFIBUS
-
DP ДЛЯ ET
200S: ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ,
ПОЗВОЛЯЮЩИЙ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ET
200S С IM 151
-
7 CPU (6ES7151
-
7AA10
-
0AA0) В КАЧЕСТВЕ ВЕДУЩЕГО
УСТРОЙСТВА PROFIBUS
-
DP; RS 485, ДО
12 МБИТ/С

IM 151
-
7

1

444,14

444,14

СИЛОВОЙ МОДУЛЬ PM
-
E ДЛЯ ET 200S;
24 DC С ДИА
ГНОСТИКОЙ

PM
-
E

2

12,79

25,58

ЭЛЕКТРОННЫ
Й

МОДУЛ
Ь

ДЛЯ ET 200S,
4 DI STANDARD, 4 ДИСКРЕТНЫХ
ВХОДА, СТАНДАРТНЫЙ 24В

4 DI

6

24,16

144,96

IM153
-
1, ИНТЕРФЕЙСНЫЙ МОДУЛЬ
ДЛЯ ET 200M: ВСТРОЕННЫЙ
ИНТЕРФЕЙС PROFIBUS
-
DP/ 9
-
ПОЛЮСНОЕ ГНЕЗДО СОЕДИНИТЕЛЯ D
-
ТИПА, DP 1,
ДО 12 МБИТ/С; ДО 8
СИГНАЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ S7
-
300 НА
СТАНЦИЮ

IM153
-
1

1

266,06

266,06

SM 321, МОДУЛЬ ВВОДА ДИСКРЕТНЫХ
СИГНАЛОВ: ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ
РАЗДЕЛЕНИЕ ВНЕШНИХ И
ВНУТРЕННИХ ЦЕПЕЙ, 32 ВХОДА 24В
(1 X 32 ВХОДА)

SM 321

3

324,36

973,08

SM 322, МОДУЛЬ ВЫВОДА
ДИС
КРЕТНЫХ СИГНАЛОВ:
ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ
ВНЕШНИХ И ВНУТРЕННИХ ЦЕПЕЙ, 16
ВЫХОДОВ 24В/0.5A,

SM 322

1

270,3

270,3

SM 332, МОДУЛЬ ВЫВОДА
АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ:
ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ
ВНЕШНИХ И ВНУТРЕННИХ ЦЕПЕЙ, 4
ВХОДА U/ I; 11/12 БИТ, ДИАГНОСТИКА

SM 33
2

2

516,22

1032,44

66

Продолжение таблицы 3.2.9

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

PS307 10А

PS307

1

184,44

184,44

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ PS307 2
А

PS307

2

144,16

144,16

SITOP

POWER

DC
-
UPS
-
МОДУЛЬ 24В/6А
;
ВХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ 24В/6,85А;
ВЫХОД 24В/6А

DС UPS

1

143,1

143,1

SITOP

POWE
R
,
СВИНЦОВЫЙ

ГЕРМЕТИЧНЫЙ

АККУМУЛЯТОР

ДЛЯ

SITOP

POWER

DC
-
USV
-
МОДУЛЯ

15/ 40:

=24
В
/ 7
АЧАС

Battery

1

109,18

109,18

ИТОГО В ЕВРО






7 366,88

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РАСХОДЫ 15%





1 105,03

ИТОГО В РУБ.

(89 руб. евро)






754 000,17

3.2.10

Функциональная схема
и
взаим
одействия участников
АСУ

Функциональная схема автоматизированной системы управления
представлена в приложении В.

3.2.10.1

Обмен

сиг
налами

ввода
-
вывода

Контроллер
Siemens

S
7
-
300

размещен в ПСУ
-
84

в шкафу
PLC
.


У
правление

приводами
ABB

ACS
800

отдающего рольганга
и
уп
равление

приводами
Sinamics

S
120

приемного рольганга
осуществля
ются

через
сеть
Profibus
.

Управление

КТЭ приводами шлепперов
осуществля
ются

через
аналоговы
е

и дискретные
выход
ы

контроллера
.

Концевые выключатели
механизмов шлеппера подключены через вводные д
искретные сигналы ПЛК.

На ПУ№8 установлена удаленная станция ввода
-
вывода

200
М

для
сбора сигналов с
органов

управления

механизмами
, которая соединена через
сеть
Profibus

с ПЛК.

В
рабочей зоне

установлен шкаф
RITTAL

с климат
-
контролем, в
котором размещена

удаленная станция ввода
-
вывода
200
S

для сбора
сигналов с дискретных датчиков. Станция также связана с ПЛК через сеть
Profibus
.

Датчики измерения угла
поворота
(энкодеры)

подключены
по
Profibus
.

67

АРМ Оператора ПУ №8 имеет два независимых порта Ethernet. О
дин
для связи с ПЛК, второй для подключения к информационной технологической
сети (ИТС) рельсобалочного цеха.

Объем обрабатываемых сигналов указан в приложении Е.


3.2.10.2

Электроснабжение и
защитное заземление

Основное эле
ктропитание шкафов периферии и
контроллер
а
,
распределенн
ой

АСУ осуществля
ется

от сети переменного тока
2

категории
электроснабжения,
напряжением ~220В, частотой 50 Гц
. Для питания
контроллера и
-
станций используются раздельные источники питания с
выходным напряжением 24В постоянного тока.

Пита
ние
энкодеров

осуществляется
от источник
а питания

постоянного
тока напряжением
=
24
В шкаф
а 1
01

через автоматические выключатели с
защитой по току
.

Питание датчиков осуществляется через
PM
-
E

модули
-
станции.

Для бесперебойного питания автоматизированного

рабочего места
оператора

и контроллера
применя
ются

источники

бесперебойного питания

(ИБП).

Контур защитного заземления
соединяется

по типу
Т
N
-
S

с
глухозаземленной нейтр
алью
для периферийных шкафов

в силу необходимости
разделения нулевого и защитного прово
дника согласно правил устройств
электроустановок (ПУЭ) глава 1.7 пункт 132.


3.2.10.3

Протокол
Profibus
-
DP

PROFIBUS (P
ro
cess F
i
eld

B
us
)

представляет собой международный,
открытый стандарт полевых шин с широким диапазоном применения в
автоматизации технологических и

производственных процессов.

П
ротокол PROFIBUS
-
DP

ориентирован на уже установленные
национальные и международные нормы.

А
рхитектура протокол
а

базируется на
68

модели OS
I (Open System Interconnection), в

ней р
еализованы 1 и 2 уровень
модели
.
При использовании

метода передачи RS
-
485 в сети PROFIBUS
используется активная шинная физическая топология. Сеть делится на
несколько сегментов с кол
ичеством участников не более 32

[
4]
.


Для надежной коммуникации в сети необходимо, чтобы каждый
участник сети получал доступ

к шине в определенное время, не конфликтуя с
другими участниками сети. Логическая шинная топология в сетях PROFIBUS
в
нашей системе

строиться по

принципу

вед
ущий


ведомый (master


slave).


При этом коммуникация ©ведущий


ведомыйª является
централизован
ной, то есть только один мастер управляет доступом к шине и
опрашивает ведомые устройства.
Ведомые устройства в этом варианте не могут
передавать данные без запроса мастера и не могут самостоятельно получить
доступ к шине.

Управление
периферией

осуществляе
тся по цикличному каналу

согласно профилю,

PROFIDrive
v

2.0
.



Рисунок

3.2.
3
.2
.1



Структура телеграммы по п
рофил
ю

PROFIDrive

Структура рабочих данных при цикличном обмене подразделяется на
две области, которые могут п
ередаваться в любой телеграмме:



Облас
ть параметров (PKW)

для считыва
ния/записи значений
параметров;

69



Область данных процесса (PZD)
,

т.е. управляющие слова и
уставки, или же информация о состояниях и фактические
значения
[4]
.

3.3

Разработка алгоритм
а

управления
и
человеко
-
машинного
интерфейса

3.3.1

Разра
ботка алгоритм
а

управления
автоматизации
технологического процесса

Для
разработки
алгоритм
а

программы

управления

системы
запустим
Simatic

Manager

Step

7
.

Вначале
создадим новый проект и

с
конфигурируем

©
Hardware
ª

осно
вы
ваясь на выборе физически существующи
х аппаратных средств. В
случае отсутствия необходимого оборудования в
Simatic

Manager
, установим
необходимые драйвера (
G
S
D

файл
) поставляемые с аппаратными средствами
фирм
-

производителей.

Каждому устройству определим адрес сети
Profibus

и распределим
диа
пазон адресов входов

-

выходов.


Рис
унок

3.3.
1.1

-

Конфигурирование
©
Hardware
ª

в
Simatic

Manager


70

При составлении слова управления
по сети
Profibus

будем
руководствоваться документацией
©
Руководство

по вводу в эксплуатацию
ª

фирм
-
изготовителей

аппаратных с
редств

и профилем
PROFDrive

v
2.0
.


Рисунок 3.3.
1.2



Параметры с
оставлени
я

слова управления


Реализуем логику
включения
автоматического режима рольганга

и
шлеппера.

Логика
автоматического режима рольганга

Определим исходные данные
:



X



Датчик старта автом
атики
;



Y



Датчик торможения
;



W



Датчик останова
;



Z



Датчик слежения
;



S



Включить автоматический режим
;



F



функция работы автоматики
.

С
оставим функцию разрешения работы автоматического
режима
рольгангов
.

Таблица
3.3.1.1


Таблица истинности
разрешения

а
втоматического
режима
рольгангов

X

Y

W

Z

F

0

0

0

0

0

71

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0


В итоге получи
м

СДНФ
:


Минимиз
ируем

функцию
с помощью карт Карно
.


Таблица
3.3.1.2


Минимизация функции

карты Карно

WX
\
YZ

00

01

11

10

00

0

0

1

0

01

1

1

1

1

11

0

0

0

0

10

0

0

0

0

Минимизированная функция примет вид
:


В конечном виде фу
нкция примет вид:


Составим блок
-
схему

алгоритма

включения автоматического режима

рольгангов.

72


Рисунок 3.3.1.3


Блок
-
схема алгоритма
включения автоматического режима

рольгангов



Логика автоматическог
о режима шлеппера

Определим исходные данные
:



X



Датчик
останова
;



Y


Датчик торможения
;



Z



Рольганг выключен
;



S



Включить автоматический режим
;



F



функция работы автоматики
.

С
оставим функцию разрешения работы автоматического
режима
шлепперов.

Таблица
3.
3.1.3

Таблица истинности
разрешения

автоматического
режима шлепперов

X

Y

Z

F

73

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

В итоге получили функцию
:


Составим блок
-
схему

алгоритма

включения автоматическо
го режима

шлепперов.


Рисунок 3.3.1.4


Блок
-
схема алгоритма
включения автоматического режима

шлепперов

Алгоритм программы

напишем

на
STL

(
STatement List)

-

язык
инструкций
.

Разработан ряд программных блоков, реализующих
управле
ни
е

и
автоматизацию технологического процесса
.

74

Таблица 3.3
.1
.4

Программные блоки системы

управления

Блок

Пояснение

Блоки данных

DB 1

Б
лок
Д
анных

Шлеппер 1

DB 2

Блок Данных

Шлеппер 2

DB 3

Блок Данных

Шлеппер 3

DB 4

Блок Данных

Шлеп
пер 4

DB 5

Звуковые сигналы

DB 6

Блок Данных
Энкодер

DB 8

Блок Данных

Шаги

DB 9

Блок Данных
HMI

DB 10

Блок Данных
Обработка вх
одных

сигн
алов

DB 11

Рампа

Шлеппер 1

DB 12

Рампа

Шлеппер 2

DB 13

Рампа

Шлеппер 3

DB

14

Рампа

Шлеппер 4

DB 15

Блок Данных
Позиции стеллажа 1

DB 16

Блок Данных
Позиции стеллажа 2

DB 20

Блок Данных
Параметры

DB 21

Блок
Обмен данными

Функциональные блоки

FB 1

Блок управления Шлеппером №1

FB 2

Блок управлени
я Шлеппером №2

FB 3

Блок управления Шлеппером №3

FB 4

Блок управления Шлеппером №4

FB 5

Подача звуковых сигналов

FB 8

Шаги

автоматизации

FB 10

Обработка вх
одных сигналов

FB 15

Блок управления
Стеллаж 1

FB 16

Блок упра
вления
Стеллаж 2

FB 52

Задатчик интенсивности для аналогового сигнала

Функции

FC 1

Контроль аварий

FC 2

Привязка физических входных сигналов

FC 3

Привязка физ
ических
вых
одных сигналов

FC 4

Обраб
отка

сигн
алов
энкодеров

FC

5

Функция проверки дребезга контактов кнопок и ключей

FC 6

Управление
Входн
ым

Рольганг
ом

1

FC 7

Управление Входным Рольгангом
2

FC 8

Управление Входным Рольгангом
3

FC 9

Управление Входным Рольгангом
4

FC 10

Управление Выходны
м Рольгангом
1

FC 11

Управление Выходным Рольгангом
2

FC 12

Управление Выходным Рольгангом
3

FC 13

Управление Выходным Рольгангом
4


75

Продолжение таблицы 3.3.1.4

FC 14

Управление Выходным Рольгангом
5

FC 19

Автомат
ический

реж
им

роль
гангов

FC 20

Рольганги
Sinamics
Управляющее слово

FC 21

Рольг
анги А
BB

Статус

слово

FC 22

Рольг
анги

ABB
Упр
авляющее слово

FC 23

Пересчет

параметров

FC 24

Регистрация
События

FC 25

Рольг
анги
Sinamics

Статус

слово

FC 105

Масш
табирование

энкодер
ов

FC 106

Масштабирование аналогового задания

Организационные блоки

OB 1

Главная управляющая программа

OB 35

Цикл прерываний



Рисунок 3.3.
1.4

-


Структура проекта

в
Simatic

Manager

Разработанный алгоритм программы упр
авления для автоматизации
технологического процесса представлен в приложении

Ж
.

В приложении
Ж

представлены только значимые программные блоки
алгоритма управления и автоматизации.

76

3.3.2

Разработка человеко
-
машинного интерфейса

Для
разработки
человеко
-
машинного
интерфейса запустим
WinCC

7.3
.
Создадим нов
ый проект и настроим интерфейс подключения через
.

Откроем графический дизайнер проекта и разработаем графический интерфейс
рабочей станции.


Рисунок 3.3.
2.1

-


Разработка графического интерфейса в
WinCC

На рисунке 3.3.2.2 п
редставляю вашему вниманию разработанный
человеко
-
машинный интерфейс управления технологическим процессом
.


Рисунок 3.3.
2.2

-


Графический интерфейс

HMI

77

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения ВКР были выполнены следующие задачи:
исследована предметная область применения АСУ, разработано техническое
задание,
сделан выбор
ПЛК и
периферии,
разработана

схема расположения
датчиков, а также
структурная и функциональна
я схема

автоматиз
ированной
системы управления, р
азработан программный алгоритм автоматизации
управления технологическим процессом

для ПЛК
, создан человеко
-
машинный
интерфейс

управления
,
рассчитан
а

ресурсоэффективность проекта

и
выполнены требования

на соот
ветствие норм безопасности жизнедеятельности
.

Разработка соответствует требованиям технического задания.

В дальнейшем, в процессе
эксплуатации

в условиях предприятия
допускается возможность

расши
рения функциональности системы управления
новым
и

режимам
и

раб
оты
технологического оборудования

или
технологическ
ого

процесс
а
.











Приложенные файлы

  • pdf 4410687
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий