POWRÓT

SEMESTR V

Przetwarzanie i analiza obrazów w systemach przemysłowych - wykład


Spis treści rozdziału - tutaj kliknij

Sterownik PLC jako element systemu SCADA - przykłady zastosowań


 

Sterownik PLC jako element systemu SCADA - przykłady zastosowań

     
   

   Sterowniki PLC składają się z następujących elementów:

  • jednostki centralnej (CPU),
  • wejść cyfrowych,
  • wejść analogowych,
  • wyjść cyfrowych,
  • wyjść analogowych,
  • modułu zasilania,
  • modułu komunikacji,
  • pamięci.

   Programowalny sterownik logiczny działa na zasadzie zero-jedynkowej, to znaczy włącza lub wyłącza poszczególne elementy wykonawcze maszyny czy urządzenia przy użyciu impulsów elektrycznych. Wyposażony jest w odpowiednią liczbę układów wejściowych i wyjściowych. Informacje o stanie obiektu oraz zadanej czynności, dostarczane są poprzez moduły wejściowe. Mikroprocesor, zaprogramowany w odpowiednim języku programowania, analizuje i zapisuje informacje (obrazy) uzyskane z układów wejściowych w sposób cykliczny. Sterownik weryfikuje polecenia w takiej kolejności, w jakiej zostały one zapisane w programie. Następnie tworzy obraz dla układów wyjściowych, a system operacyjny wyjścia steruje elementami wykonawczymi maszyny.

Przykład 1 - Sterowanie pompą

   Cztery zbiorniki, które są opróżniane ręcznie, są napełniane przez cztery pompy ze wspólnego zbiornika. Każdy zbiornik wyposażony jest we wskaźnik minimum i maksimum. Pompy mają różne wydajności: P1: 3kW; P2: 2kW; P3: 7kW; P4: 5kW.
Zbiorniki mają być napełniane automatycznie, jeśli pojawi się minimalny sygnał, ale moc nigdy nie może przekraczać 10 kW.

Przykład 2 - Selektywny przełącznik pasa

   Selektywny wyłącznik taśmy zostanie uruchomiony przez naciśnięcie klawisza S1 start i zatrzymany przez naciśnięcie klawisza S2 stop.
   Długie i krótkie części odpadów są transportowane na przenośniku rolkowym w dowolnej kolejności, a pomiędzy kolejnymi odpadów zawsze będzie odpowiednia odległość. Po przybyciu do zakładu zajmującego się przetwórstwem odpadów są automatycznie rozdzielane. Długość części jest wykrywana przez bariery świetlne B1, B2 i B3. Naciśnięcie klawisza S1 start powoduje ustawienie mocy elektromagnesu 1M1 i przełączenie przełącznika w położenie A. Jeśli długa część przechodzi przez bariery świetlne, wszystkie trzy są przez chwilę aktywne. W tym przypadku separator pozostaje w pozycji A. Jeśli krótka część przechodzi przez bariery świetlne, wszystkie trzy z nich nigdy nie są aktywne w tym samym czasie. W tym przypadku zasilanie elektromagnesu 1M1 jest resetowane, a separator przechodzi do pozycji B. Tam pozostaje przez 5 sekund, jeśli wcześniej nie wykryto żadnej długiej części. Separator ustawia się ponownie w pozycji A na końcu czasu lub na dłuższą część.

Przykład 3 - Sterowanie rozruchem silnika trójfazowego

   Silniki trójfazowe z pierścieniem ślizgowym są wyposażone w rezystory w swoich obwodach wirnika, aby uniknąć wysokiego prądu rozruchowego.
   Aby tego uniknąć zbudowano układ w którym naciśnięcie klawisza startu S1 powoduje aktywację wyłącznika magnetycznego Q1. Pozostałe wyłączniki magnetyczne Q2, Q3 i Q4 są aktywowane z opóźnieniem 5 s każdy w kolejności Q2, Q3, Q4, skracając skorelowane grupy rezystancyjne. Silnik pracuje teraz normalnie.
   Naciśnięcie klawisza stop S2 lub aktywacja wyłącznika ochronnego silnika powoduje wyłączenie prądu silnika. Należy upewnić się, że łącznik sieciowy Q1 nie może zostać aktywowany, jeśli jeden z wyłączników automatycznych Q2, Q3 lub Q4 jest już aktywny. Q2 i Q3 muszą się wyłączyć, jeśli Q4 jest aktywne.

Przykład 4 - Reaktor

   Płyn w komorze reakcyjnej należy utrzymywać w stałej temperaturze. Po uruchomieniu urządzenia klawiszem S1 pompa cyrkulacyjna zaczyna pracować w odstępach 5s, a ogrzewanie elektryczne podgrzewa płyn do wymaganej temperatury. W trakcie nagrzewania wzrasta ciśnienie w komorze. Po osiągnięciu wymaganych wartości temperatury i ciśnienia zapala się lampka sygnalizacyjna P6 normalna.
   Jeśli temperatura wzrośnie powyżej wymaganej temperatury, pompa obiegowa zaczyna pracować w sposób ciągły i otwiera się zawór wody chłodzącej. Jeśli temperatura spadnie ponownie do wymaganej wartości, pompa obiegowa powróci do trybu pracy przerywanej i zawór wody chłodzącej zostanie zamknięty.
   Jeśli S5 zasygnalizuje wysokie ciśnienie, pompa obiegowa zacznie pracować w trybie ciągłym, otwiera się zawór wody chłodzącej i zawór ciśnieniowy, a sygnał jest wysyłany do P2. Sygnał usterki i zawór ciśnieniowy można wyłączyć tylko przyciskiem stop S2. Urządzenie można w każdej chwili zatrzymać przyciskiem stop S2.

Przykład 5 - System czyszczenia

   Zbiornik kąpieli myjącej opuszcza się i podnosi za pomocą siłownika pneumatycznego. Po trzykrotnym opuszczeniu pojemnika do kąpieli przez 5 s za każdym razem, gdy tłok zatrzymuje się w położeniu wycofanym.
   Urządzenie jest uruchamiane przyciskiem startu S1 i zatrzymywane przyciskiem stop S2. Przełącznik trybu S3 służy do obsługi ręcznej, S4 do pracy automatycznej. Jeśli oba przełączniki S3 i S4 zostaną przypadkowo aktywowane, priorytet musi mieć obsługa ręczna. W trybie pracy automatycznej cykle przebiegają automatycznie po naciśnięciu klawisza startu S1.
   W trybie pracy ręcznej pojemnik opuszcza się do wanny wciskając klawisz S7 i unosi wciskając klawisz S8. Należy zapewnić, że przy ręcznym działaniu czas w wannie jest ograniczony do 5s a ilość kąpieli do trzech. Opuszczone położenie pojemnika sygnalizowane jest lampką sygnalizacyjną P3..

Przykład 6 - Narzędzie do gięcia

   Blachy wyginamy dwuetapowo. Po ręcznym umieszczeniu arkusza na stole i naciśnięciu klawisza S1 startowego, arkusz jest mocowany cylindrem 1 przechodząc do pozycji wysuniętej. Narzędzie cylindra 2 najpierw wygina blachę za pomocą kąta 90o. Następnie narzędzie cylindra 3 nadaje arkuszowi określony kształt.
Należy wykonać następujące kroki robocze:
Pozycja początkowa urządzenia gnącego jest zdefiniowana w następujący sposób:

  • Tłok cylindra 1 jest cofnięty.
  • Tłok cylindra 2 jest cofnięty.
  • Tłok cylindra 3 jest cofnięty.

   Naciśnięcie klawisza startu S1 na pulpicie sterowniczym powoduje ustawienie urządzenia do gięcia w stanie roboczym. Jednocześnie włącza się zawór elektromagnetyczny 1M2 i wysuwa się tłok cylindra 1 mocując blachę na stole. Po osiągnięciu klucza ograniczającego S4 tłok 1 wysunięty zawór elektromagnetyczny 1M2 zostaje wyłączony. Zawór elektromagnetyczny 2M2 włącza się tak, że tłok cylindra 2 przechodzi do pozycji wysuniętej, zginając blachę o 90o.
   Po osiągnięciu klucza ograniczającego S6 tłok 2 wysunięty zawór elektromagnetyczny 2M2 zostaje wyłączony. Po upływie 2 s włącza się zawór elektromagnetyczny 2M1 i tłok cylindra 2 cofa się.
Po osiągnięciu klucza ograniczającego S5 „tłok 2 cofnięty” zawór elektromagnetyczny 2M1 zostaje wyłączony.

Przykład 7 - Narzędzie do wiercenia

   Części należy zamocować i przewiercić wiertarką. Po naciśnięciu klawisza startowego część jest wypychana z magazynka przez tłok cylindra 1 i dociskana do mocowania pod wiertłem. Wiertło jest wciskane w część przez tłok cylindra 3. Jeżeli cylinder 3 jest ponownie w położeniu cofniętym, a część jest uwalniana przez cylinder 1, jest unoszona przez cylinder 2 i wydmuchiwana przez powietrze otwierające zawór elektromagnetyczny 3M3.
Należy wykonać następujące kroki robocze:
Pozycja początkowa urządzenia wiertniczego jest zdefiniowana w następujący sposób:

  • Tłok cylindra 1 jest cofnięty.
  • Tłok cylindra 2 jest cofnięty.
  • Tłok cylindra 3 jest cofnięty.

   Po naciśnięciu klawisza S1 na pulpicie sterowniczym urządzenie wiertnicze jest ustawiane w stanie roboczym. Jednocześnie włącza się zawór elektromagnetyczny 1M2 tak, że tłok cylindra 1 wysuwa się wypychając część z magazynka i ustalając ją w pozycji wiercenia. Po osiągnięciu klucza ograniczającego S4 tłok 1 wysunięty zawór elektromagnetyczny 1M2 zostaje wyłączony. Zawór elektromagnetyczny 3M1 zostaje włączony, a tłok cylindra 3 wysuwa się, wciskając wiertło w element.
Po osiągnięciu klucza ograniczającego S6 tłok 3 wysunięty zawór elektromagnetyczny 3M1 zostaje wyłączony. Włącza się zawór elektromagnetyczny 3M2, aby wiertło cofało się.

Przykład 8 - Inteligentny dom

   Części składowe systemu - przykłady.

  • zdalne włączanie i wyłączanie różnych urządzeń i sprzętów (najczęściej oświetlenia, rolet, bram wjazdowych i garażowych, ale też np. zraszaczy ogrodowych itp.);
  • zdalne ściemnianie oświetlenia;
  • automatyczne sceny świetlne (sterowanie całymi grupami punktów oświetleniowych).
  • czujniki ruchu, otwarcia, zbliżeniowe i inne zintegrowane z systemami alarmowymi i telewizji przemysłowej;
  • czujniki przeciwzalaniowe, tlenku węgla, dymowe, jakości powietrza, ognia, temperatury itp.;
  • zewnętrzne czujniki deszczu, siły wiatru.
  • automatyczne wyłączanie i wyłączanie oświetlenia, ogrzewania oraz domowych sprzętów w określonych porach - zgodnie ze zdefiniowanym wcześniej harmonogramem;
  • automatyczne włączanie i wyłączanie zmierzchowe;
  • automatyczne reagowanie na obecność osób (np. włączanie oświetlenia w korytarzach).
  • systemy sterujące oświetleniem i temperaturą pomieszczeń w zależności od pory dnia;
  • systemy oświetlenia RGB (ze zmianą barwy oświetlenia);
  • zintegrowane sterowanie domowym sprzętem audio - video, projektorami odbiornikami TV, satelitarnymi;
  • sterowanie poprzez Internet lub telefon komórkowy z dowolnego punktu globu;
  • powiadamianie poprzez Internet lub telefon komórkowy o zaistniałych zdarzeniach.

Do góry


 

 (C) 2011 - 2020 Wydział Przyrodniczo - Techniczny KPSW. All Rights Reserved