Folyamatirányítás labor 2. mérés - Folyamatmodell vezérlése I. Tartályparki technológia irányítása Siemens S7-300 PLC-vel

Folyamatirányítás labor 2. mérés

Mérési útmutató

Folyamatirányítás labor 2. mérés - Folyamatmodell vezérlése I. Tartályparki technológia irányítása Siemens S7-300 PLC-vel Mérési útmutató - Feladat leírás Vegyi üzemekben a folyékony alapanyagokat (sósav, kénsav, aceton, …) nagyméret tartályokban tárolják. Az egyes anyagoknak a tartályokba való betöltéséhez illetve onnan a felhasználás felé történ kiadásukhoz megfelel cs hálózat, szivattyúk, csapok, szelepek és alkalmas m szerezettség szükséges. A mérési feladat egy olyan egyszer sített tartály modell irányítása Siemens S7-314 PLC-vel, amely az alábbi ábra szerint egyetlen tartályt tartalmaz. Az elkészítend programnak a tartályba való betároláshoz, illetve az abból történ kitároláshoz kell a csapokat és a szivattyút megfelel en m ködtetni.

A cs hálózat kialakítása olyan, hogy a tartályba való betárolás és az abból történ kitárolás egyidej leg nem lehetséges, ugyanis mindkét m velethez ugyanazt a szivattyút kell m ködtetni, és ugyanannak a mennyiségmér nek (FIQ) az impulzusai alapján kell a tárolt mennyiséget számolni. A betároláshoz a B1, B2 és L csapokat, a kitároláshoz pedig az L, K és U1 vagy U2 csapokat kell kinyitni. A technológia m ködtetéséhez a kezel i felületet egy operátori panel, a m ködést pedig egy, a sémának megfelel elrendezés LED-ekb l és kapcsolókból felépített modell biztosítja. A mérésre való otthoni felkészüléskor az útmutatóban szerepl feladat szerint meg kell tervezni a Betárolás és Kitárolás technológiai m veletek PLC programjait, és azt általános létradiagram formában még otthon el kell készíteni papíron! A megtervezett PLC programot a mérésvezet a mérés el tt ellen rzi!

BME Irányítástechnika és Informatika Tanszék 2012

1


Mérési útmutató

Ezt követ en kiválasztja, hogy a csoport a mérés során a két m veletb l melyiket programozza be a PLC-be. A mérés során meg kell ismerni a Siemens Simatic Step7 PLC fejleszt program alapszolgáltatásait, programszerkeszt és debug funkcióit, majd a mérésvezet utasításai szerint a felkészülés során megtervezett és megrajzolt létra programot kell megszerkeszteni, be kell tölteni a Siemens S7-314 PLC-be, valamint az operátori panelen keresztül m ködtetve azt be kell üzemelni. A mérés során a hallgatóknak csak a PLC programot kell megszerkeszteniük és beüzemelniük, az operátori panel programját a mérésvezet a mérés el tt a panelbe betölti. A PLC programhoz a mérésvezet egy hardver konfigurációt és változó listát tartalmazó programvázat is ad. Így a mérésen csak a vezérl logika beprogramozásával kell foglalkozni, a hardver konfigurációk és kommunikációs kapcsolatok (gyakran igen id igényes) beállításait, valamint a szükséges változókat tartalmazó programvázat a csoport el re elkészítetten kapja. A mérésr l Word dokumentum formában jegyz könyvet kell készíteni, melyet legkés bb a mérés után egy héten belül kell a mérésvezet nek beadni. FELADATOK El kell készíteni a tartályba való „Betárolás” és „Kitárolás” m veleteket vezérl programokat.

PLC

BETÁROLÁS Az operátori panelen a „BETÁROLÁS” funkció kiválasztása (MUVELET = 0), a betárolandó mennyiség megadása (KIVANT_MENNYISEG = x), majd a START képerny s nyomógomb megnyomása után a PLC a következ lépéseket végezze: 1. Kezdeti ellen rzés: Ha a tartályban a folyadék szintje elérte a maximumot vagy a betárolandó mennyiség 0, a betárolás nem indulhat, START parancs törlése. 2. M velet elindul, (FUT = 1), K, U1 és U2 csapok bezárása. 3. Ha mindhárom csap Zárva visszajelzése megjön, továbblépés a következ lépésre, ha 5 sec után még valamelyik nyitva van, START parancs törlése (m velet megáll) és hibajelzés az operátori panelra. (FUT = 0, HIBA = CSAPHIBA) 4. L és B2 csapok nyitása. 5. Ha mindkett nyitva, továbblépés a következ lépésre, ha 5 sec után még valamelyik nincs nyitva, START parancs törlése (m velet megáll) és hibajelzés az operátori panelra. (FUT = 0, HIBA = CSAPHIBA) 6. B1 csap nyitása. 7. Ha nyitva, továbblépés a következ lépésre, ha 5 sec után még nincs nyitva, START parancs törlése (m velet megáll) és hibajelzés az operátori panelra. (FUT = 0, HIBA = CSAPHIBA) 8. Betárolt mennyiség számláló törlése, SZ szivattyú indítása


2


Mérési útmutató

Ha a fentiek szerint elindult a betárolás, a PLC ezután a következ ket figyelje: SZ szivattyú m ködés visszajelzés a FIQ impulzusok szerint a betárolt mennyiség számítása csapállások tartály szintjelzés kezel i beavatkozás A betárolás azonnal álljon le a következ esetekben: Ha az operátori panelen megnyomjuk a STOP gombot. (FUT = 0, HIBA = 0, LEALLASKOD = KEZELOI_STOP) Ha a tartályban a folyadék szintje eléri, vagy meghaladja a maximumot. (FUT = 0, HIBA = 0, LEALLASKOD = TARTALY_MEGTELT) Ha elértük a betárolandó mennyiséget. (FUT = 0, HIBA = 0, LEALLASKOD = KIVANT_MENNYISEG_ELERVE) Ha 10 másodpercig nem jön FIQ impulzus (forrás kiürült). (FUT = 0, HIBA = 0, LEALLASKOD = FORRAS_KIURULT) Ha valamelyik csap nem a megfelel állású. (FUT = 0, HIBA = CSAPHIBA, LEALLASKOD = HIBA) Ha a szivattyú m ködés visszajelzése 2 másodpercnél hosszabb id re megsz nik. (FUT = 0, HIBA = SZIVATTYUHIBA, LEALLASKOD = HIBA) A PLC a betárolás leállításakor kapcsolja le a szivattyút, és zárjon be minden csapot.

KITÁROLÁS Az operátori panelen a „KITÁROLÁS” funkció kiválasztása (MUVELET = 1), a kitárolandó mennyiség megadása (KIVANT_MENNYISEG = x), majd a START képerny s nyomógomb megnyomása után a PLC a következ lépéseket végezze: 1. Kezdeti ellen rzés: Ha a tartályban a folyadék szintje elérte a minimumot vagy a kitárolandó mennyiség 0, a kitárolás nem indulhat, START parancs törlése. 2. M velet elindul, (FUT = 1), B1 és B2 csapok bezárása. 3. Ha mindkét csap Zárva visszajelzése megjön, továbblépés a következ lépésre, ha 5 sec után még valamelyik nyitva van, a m velet megáll és hibajelzés az operátori panelra. (FUT = 0, HIBA = CSAPHIBA) 4. L és K csapok nyitása. 5. Ha mindkett nyitva, továbblépés a következ lépésre, ha 5 sec után még valamelyik nincs nyitva, START parancs törlése (m velet megáll) és hibajelzés az operátori panelra. (FUT = 0, HIBA = CSAPHIBA) 6. U1 és U2 csap nyitása.


3


Mérési útmutató

7. Ha nyitva, továbblépés a következ lépésre, ha 5 sec után még valamelyik nincs nyitva, START parancs törlése (m velet megáll) és hibajelzés az operátori panelra. (FUT = 0, HIBA = CSAPHIBA) 8. Kitárolt mennyiség számláló törlése, SZ szivattyú indítása Ha a fentiek szerint elindult a betárolás, a PLC ezután a következ ket figyelje: SZ szivattyú m ködés visszajelzés a FIQ impulzusok szerint a betárolt mennyiség számítása csapállások tartály szintjelzés kezel i beavatkozás A kitárolás azonnal álljon le a következ esetekben: Ha az operátori panelen megnyomjuk a STOP gombot. (FUT = 0, HIBA = 0, LEALLASKOD = KEZELOI_STOP) Ha a tartályban a folyadék szintje a minimum szint alá süllyed. (FUT = 0, HIBA = 0, LEALLASKOD = TARTALY_URES) Ha elértük a kitárolandó mennyiséget. (FUT = 0, HIBA = 0, LEALLASKOD = KIVANT_MENNYISEG_ELERVE) Ha 10 másodpercig nem jön FIQ impulzus (forrás kiürült). (FUT = 0, HIBA = 0, LEALLASKOD = FORRAS_KIURULT) Ha valamelyik csap nem a megfelel állású. (FUT = 0, HIBA = CSAPHIBA, LEALLASKOD = HIBA) Ha a szivattyú m ködés visszajelzése 2 másodpercnél hosszabb id re megsz nik. (FUT = 0, HIBA = SZIVATTYUHIBA, LEALLASKOD = HIBA) A PLC a kitárolás leállításakor kapcsolja le a szivattyút, és zárjon be minden csapot.


4


Mérési útmutató

Változók az operátori panellal való kapcsolathoz Változó Típus Panel PLC

Érték

MUVELET

INTEGER

W

R

0: Betárolás 1: Kitárolás

START

BOOLEAN

W

R/W

0: 1: START

STOP

BOOLEAN

W

R/W

0: 1: STOP

FUT

BOOLEAN

R

W

0: M velet áll 1: M velet fut

HIBAKOD

INTEGER

R

W

0: 1: Csap hiba 2: Szivattyú hiba

LEALLASKOD

INTEGER

R

W

0: 1: 2: 3: 4: 5: 6:

KIVANT_MENNYISEG

INTEGER

W

R

Liter

TAROLT_MENNYISEG

INTEGER

R

W

Liter

Hiba Kezel i STOP Kívánt mennyiség elérve Tartály megtelt Tartály üres Forrás üres

Megjegyzések, kiegészítések Csapok A csapok a vezérlésre nyitnak, a vezérlés megsz nésére pedig zárnak. A technológiai sémán minden csaphoz egy-egy LED tartozik (PLC kimenetek), amelyek a vezérlés kiadásakor világítanak, a vezérlés megszüntetése után pedig sötétek. A sémán minden csaphoz egy-egy kapcsoló is tartozik, amelyek a csapok nyitott illetve zárt helyzetét jelzik a PLC számára (PLC bemenetek). Amikor a PLC program egy csapot nyitásra vezérel (LED világít), akkor a megfelel kapcsolót kézzel fel kell kapcsolnunk, jelezve, hogy a csap kinyitott. Ha a kapcsolót nem kapcsoljuk fel, vagy a vezérlés megsz nése után felkapcsolva hagyjuk, akkor azt a PLC programnak úgy kell tekintenie, mintha a csap a vezérlésre nem megfelel en m ködne, a tárolási folyamatot le kell állítania, és hibajelzést kell adnia az operátori panelen.


5


Mérési útmutató

Szivattyú A szivattyú a csapokhoz hasonlóan a vezérlésre (LED világít) elindul, a vezérélés megszüntetésekor pedig leáll (LED sötét). A szivattyúhoz is tartozik egy m ködés visszajelzést jelent kapcsoló. Amikor a PLC program a szivattyút elindítja, akkor kapcsolót fel kell kapcsolnunk, amikor pedig leállítja, akkor a kapcsolót vissza kell kapcsolnunk. Hibás m ködés esetén a csapokhoz hasonlóan a tárolást le kell állítani, és hibajelzést kell adni. FIQ A FIQ egy mennyiségmér , amely minden átfolyt 10 liternyi folyadék után egy rövid impulzust ad a PLC-nek, amelyeket számolva a program a kívánt mennyiség elérése után le tudja állítani a tárolást. Tároláskor a FIQ impulzusok megsz nése a forrás kiürülését (esetleg a cs hálózat eldugulását) jelenti. Szintmér A PLC a tartályban lev folyadék szintjét egy analóg szintmér vel méri. A szintmér a PLCnek egy analóg bemenetére van kötve, és a sémán egy potenciométerrel lehet a szint változását szimulálni. Az analóg bemenetr l a potenciométer két véghelyzetének megfelel en 0..32700 közötti érték olvasható. A programnak ezt át kell számolnia centiméterre, és az operátori panelen meg kell jelenítenie a következ k szerint: a 0 érték 0 cm-t, a 32700-as érték pedig 500 cm-t jelent. A tárolásoknál a program akkor tekintse a tartályt üresnek, ha a szint 20 cm alá süllyed, és akkor tekintse megteltnek, ha a szint a 480 cm-t meghaladta. Ekkor a MIN illetve MAX LEDek világítsanak. Feladat változatok -

A kitároláshoz lehessen választani, hogy az U1 vagy az U2 csapon keresztül, vagy pedig mindkett n egyszerre történjen a kitárolás.

-

A csaphiba ne egy általános, minden csapra egységes hibakód (1) legyen, hanem rendeljünk minden egyes csaphoz saját hibakódot és az operátori panelen jelenjen meg a hibás csap neve is.

-

Tárolás indulásakor (a szivattyú indulásakor) engedjük meg, hogy 20 másodpercig ne legyen FIQ impulzus, de m köd tárolás közben már 10 másodpercig tartó FIQ impulzus hiánynál is álljon le a tárolás.

A mérésvezet a mérés el tt a PLC programhoz ad egy induló programrészletet, amely tartalmazza a PLC konfigurációt valamint a PLC be- és kimeneteinek szimbolikus változókkal való összerendelését. A mérési feladat megoldásához ezeket kell használni.


6


Mérési útmutató

A mérési feladathoz a kezel i funkciókat megvalósító operátori panel az alábbi képhez hasonló képet tartalmaz és a következ k szerint m ködik: -

A panelen a START és STOP képerny s nyomógombok a PLC „ START” és „ STOP” nev Boolean változóiba logikai 1 értéket írnak.

-

Az operátori panelen a Betárolás képerny s nyomógomb megnyomására a PLC „ MUVELET” nev változójába 0 érték, a Kitárolás képerny s nyomógomb megnyomására pedig 1 érték kerül.

-

A STOP képerny s nyomógomb mellett lev szöveg (ÁLL/FUT) a PLC „ FUT” nev változójában lev érték (0/1) alapján jelenik meg.

-

A Leállás szövegmez ben a PLC „ LEALLASKOD” nev változójában lev érték (0..6) szerinti felirat jelenik meg.

-

A Hiba szövegmez ben a PLC „ HIBAKOD” nev változójában lev érték (0..2) szerinti felirat jelenik meg.

-

A Mennyiség beállítás képerny s nyomógomb megnyomásakor a panel egy numerikus beviteli ablakot jelenít meg, melyen a kívánt tárolási mennyiséget lehet megadni. A beírt érték a PLC „ KIVANT MENNYISEG” nev változójába kerül, és a gomb feletti mez ben numerikusan is megjelenik.

-

A tárolási m veletek során a tárolt mennyiséget a PLC program a „ TAROLT_MENNYISEG” nev változóban számolja, ennek értéke a panel kép jobb alsó részén látható.

-

A tartályban lev anyag szintjét a PLC az analóg bemenetre kötött potenciométer szerint a „ SZINT_CM” változójában átszámolja centiméterre, ennek értékét (0..500) a panel oszlop kijelz vel és numerikusan is megjeleníti.


7



Mérési útmutató

8

Folyamatirányítás labor 2. mérés - Folyamatmodell vezérlése I. Tartályparki technológia irányítása Siemens S7-300 PLC-vel

Recommend Documents