Программно-технические комплексы управления

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ ИСВЯЗИ

Кафедра Инженерной Кибернетики

 

                                                                                     

 

 

 

Программно-технические комплексы  управления

 

Курсовая работа

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. АИСУк 08-1

Проверил:

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2012

Содержание

 

Программно-технические  комплексы управления 1

Введение 3

Задание: 3

Регулирование температуры: 4

Регулирование влажности: 6

Регулирование давления: 6

Выбор оптимального метода регулирования: 8

Листинг программы: 15

SCADA система 25

Список литературы: 31

 

Введение

В данной работе рассматриваются регуляторы автоматизированной системы. По спецификаций выбранных объектов подбираются регуляторы. Процесс работы можно увидеть в Scаdа системе. Выбранный регулятор рассматривается не как отдельный объект, а с помощью внутренних блоков микропроцессоров  Siemens. К тому же,  Scаdа система полностью показывает текущий прцесс, минимизируя человеческие факторы. Выбранный регулятор в зависемости от объекта регулируется определенным инженерным способом. Что означает, мы можем выбрать регулятор как нам удобно.

 

Задание:

Основана на работе музея. Регулируем температуру, влажность  и давление зала. Температура регулируется-с  помощью ТЭНа, давление- с помощью  вентилятора, влажность – с помощью  воздухоосушителя.

 

Музей

 

 

 

Регулирование температуры:

В системах отопления, горячего водоснабжения, в различных технологических  процессах стоит задача поддержания  температуры определенного уровня. Применение автоматики позволяет быстро и просто управлять теплообменом для получения необходимых параметров процесса, получения воды необходимой  температуры и решения других аналогичных задач. В результате снижается теплопотребление, расходы  теплоносителя, повышается точность регулирования  температуры.Системы регулирования  температуры могут иметь различную  точность регулирования, быстродействие и другие параметры в зависимости  от требований, предъявляемых к ней. Однако, основа системы - это измерение  температуры и соответствующее  результату измерения воздействие  на систему, приводящее систему в  требуемое состояние. На рисунке  показан пример системы регулирования  температуры воды при нагреве  её кожухотрубным пароводяным теплообменником. Греющая среда - пар. В данном случае регулирование осуществляется изменением расхода греющего пара в зависимости  от полученной после теплообменника температуры воды.

 

Состав системы:

Теплообменник

Датчик температуры

Регулятор температуры

Регулирующий клапан

Конденсатоотводчик

Противонакипная установка

Механический фильтр

 

Подаваемая в теплообменник  вода нагревается паром. На выходе датчик измеряет температуру нагретой воды и подаёт сигнал на регулятор температуры. Регулятор температуры по входящему  сигналу определяет температуру  воды и сравнивает её с заданной. В случае обнаружения отклонения от заданной температуры больше допустимого, регулятор подаёт управляющий сигнал на открытие (если температура меньше заданной) или закрытие (если больше) регулирующего клапана. В результате увеличивеличивается или уменьшается  подача пара в теплообменник. Температура  возвращается к заданному значению. Конденсатоотводчик должен задерживать  пар в теплообменнике до полной конденсации, то есть полной отдачи теплоты, что  приводит к значительной экономии пара и, соответственно, тепла и топлива. Противонакипная установка уменьшает  образование накипи в теплообменнике и удаляет уже образовавшуюся накипь. В результате улучшаются условия  теплообмена и увеличивается  срок службы теплообменника. Механический фильтр предназначен для извлечения из воды взвеси, в которую превращается удалённая накипь и содержащиеся соли жесткости, что делает воду более  чистой.

 

Температура приточного воздуха  поддерживается на уровне уставки путем  управления  выходными сигналами  на АО1 и АО2. Используется одноконтурный  ПИ-регулятор.

Регулирование влажности:

Влажность приточного воздуха  поддерживается на уровне уставки путем  управления  выходными сигналами  на АО1 и АО2. АО1 используется для  увлажнения, АО2-для осушения. Используется одноконтурный ПИ-регулятор.

Увлажнение и осушение можно использовать одновременно. Междк  данными процессами можно кстоновить нейтральную зону.

Преобразоватеь влажности  должен иметь выход 0...10В.

HRT, HRT 250 or HTR 350 : преобразователи комнетной влажности.

Регулирование давления:

Давление приточного воздуха  поддерживается на уровне уставки путем  управления  выходными сигналами  на АО1. Используется одноконтурный  ПИ-регулятор.

Значение выходного сигнала  увеличится, если сигнал давления упадет ниже установленного значения. Преобразователь  давления должен иметь выход 0...10В  DC,

DMD

DTL серия

DTK серия

TTK серия

Диапазон давления 500кПа.

 

Структурная схема  непрерывного регулятора с импульсным выходом

АР – непрерывный  ПИД-регулятор с импульсным выходом,

SP – узел формирования  заданной точки,

PV=X – регулируемый  технологический параметр,

Е – рассогласование  регулятора,

Д – датчик,

НП – нормирующий  преобразователь

(в современных  регуляторах является входным  устройством)

ИМП - импульсный ШИМ модулятор, преобразующий выходной сигнал Y в последовательность

импульсов со скважностью, пропорциональной выходному сигналу: Q=|Y|/100.

Сигналы Больше и  Меньше – управляющие воздействия,

П – пускатель  контактный или бесконтактный,

К – клапан регулирующий (регулирующий орган).

Выбор оптимального метода регулирования:

 

	Апериодты	20%-аса реттеу
И
П
ПИ
ПИД

 

ПИ - регулятор:

Пропорциональный коэффициент Kp = 0,8 * (Tg / [Tu * K])

Время изодрома Tn = 3 * Tu

 

 

1.1-рис.  Формальный вид внутренней системы

 

 

 

1.2- рис.Формальный вид управления и регулирования

внутренней системы

 

 

 

 

1.3-рис. Формальный вид защиты и сигнализаций внутренней системы

 

1.4-рис Схема нормирования сигнала

 

 

 

 

 

1.5рис-Схема функций  защиты и сигнализаций 

 

 

 

 

1.6 рис.- Схема работы  ПИД регулятора

 

 

 

 

1.7 рис.-Структура программы

 

Создаем объект на микропроцессоре Siemens:

 

 

Внутренние блоки –  для каждого регулятора отдельный ОВ блоки:

 

 

 

Символьная таблица:

В таблице фиксируются  все элементы.

 

 

 

 

Листинг программы:

Для регулирования температуры 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для визуализаций регулирования  температуры :

 

 

 

Блок ОВ2:

Для регулирования влажности

 

CALL  "CONT_C" , DB8

       COM_RST :="perezagruzka"

       MAN_ON  :="avto_man2"

       PVPER_ON:=

       P_SEL   :="vyb_p2"

       I_SEL   :="vyb_i2"

       INT_HOLD:=

       I_ITL_ON:=

       D_SEL   :=

       CYCLE   :=T#105MS

       SP_INT  :="zadanie"

       PV_IN   :="q_vlazhnost'"

       PV_PER  :=

       MAN     :=

       GAIN    :="kp_vl"

       TI      :="ti_vl"

       TD      :="td_vl"

       TM_LAG  :="Tm"

       DEADB_W :=5.500000e-002

       LMN_HLM :=4.000000e+001

       LMN_LLM :=5.000000e-001

       PV_FAC  :=2.000000e+000

       PV_OFF  :=0.000000e+000

       LMN_FAC :=

       LMN_OFF :=

       I_ITLVAL:=

       DISV    :=0.000000e+000

       LMN     :="vihod"

       LMN_PER :=

       QLMN_HLM:="verh_predel2"

       QLMN_LLM:="nizh_predel2"

       LMN_P   :="p_sost_vl"

       LMN_I   :="i_sost_vl"

       LMN_D   :=

       PV      :="pv_vl"

       ER      :="er_vl"

 

 

CALL  "CONT_S" , DB5

       COM_RST :="perezagruzka"

       LMNR_HS :=

       LMNR_LS :=

       LMNS_ON :="avto_man2"

       LMNUP   :="man_bol'we2"

       LMNDN   :="man_men'we2"

       PVPER_ON:=

       CYCLE   :=T#105MS

       SP_INT  :="vihod"

       PV_IN   :=

       PV_PER  :=

       GAIN    :="kp_vl"

       TI      :="ti_vl"

       DEADB_W :=5.500000e+002

       PV_FAC  :=1.500000e+000

       PV_OFF  :=0.000000e+000

       PULSE_TM:="pulse_tm"

       BREAK_TM:="break_tm"

       MTR_TM  :="Tm"

       DISV    :=0.000000e+000

       QLMNUP  :="qlmndn_vl"

       QLMNDN  :="Qlmnup_vl"

       PV      :="pv_vl"

       ER      :="er_vl"

 

 

 

 

 

Для визуализаций регулирования влажности :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОВ3:

 

Для регулирования давления:

 

 

 

CALL  "CONT_C" , DB6

       COM_RST :="perezagruzka"

       MAN_ON  :="avto_man3"

       PVPER_ON:=

       P_SEL   :="vyb_p3"

       I_SEL   :="vyb_i3"

       INT_HOLD:=

       I_ITL_ON:=

       D_SEL   :=

       CYCLE   :=T#115MS

       SP_INT  :="zadanie"

       PV_IN   :="q_davlenie"

       PV_PER  :=

       MAN     :=

       GAIN    :="kp_d"

       TI      :="ti_d"

       TD      :="td_d"

       TM_LAG  :="Tm"

       DEADB_W :=6.000000e-002

       LMN_HLM :=3.000000e+001

       LMN_LLM :=1.000000e+000

       PV_FAC  :=1.000000e+000

       PV_OFF  :=0.000000e+000

       LMN_FAC :=

       LMN_OFF :=

       I_ITLVAL:=

       DISV    :=0.000000e+000

       LMN     :="vihod"

       LMN_PER :=

       QLMN_HLM:="verh_predel3"

       QLMN_LLM:="nizh_predel3"

       LMN_P   :="p_sost_d"

       LMN_I   :="i_sost_d"

       LMN_D   :=

       PV      :="pv_d"

       ER      :="er_d"

 

 

      CALL  "CONT_S" , DB9

       COM_RST :="perezagruzka"

       LMNR_HS :=

       LMNR_LS :=

       LMNS_ON :="avto_man3"

       LMNUP   :="man_bol'we3"

       LMNDN   :="man_men'we3"

       PVPER_ON:=

       CYCLE   :=T#120MS

       SP_INT  :="vihod"

       PV_IN   :=

       PV_PER  :=

       GAIN    :="kp_d"

       TI      :="ti_d"

       DEADB_W :=6.500000e-002

       PV_FAC  :=2.250000e+001

       PV_OFF  :=0.000000e+000

       PULSE_TM:="pulse_tm"

       BREAK_TM:="break_tm"

       MTR_TM  :="Tm"

       DISV    :=0.000000e+000

       QLMNUP  :="qlmndn_d"

       QLMNDN  :="Qlmnup_d"

       PV      :="pv_d"

       ER      :="er_d"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для визуализаций регулирования давления :

 

 

 

 

 

 

Внутренняя система  создания “Function” блоков:

 

FС1 блок

 

 

 

FС2 блок

 

 

 

 

FС3 блок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для каждого регулятора соответсвенный “Data block”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“Vat” таблица:

 

 

 

SCADA система

SCADA система – является самым важным элементом в созданий диспетчерского пунка.

 

 

 

 

Диспетчерский пункт:

• Переменные
• Окна
• Тренды
• Сообщения
• Отчеты
• Архивы

 

Создаем окна:

 

 

 

 

 

 

 

 

Создаем тренды:

 

 

 

 

Создаем отчет:

 

 

 

 

 

 

 

Создаем архивы:

 

 

 

Online режим:

 

Окно регулирования  в Online режиме

 

Архив:

VarName	TimeString	VarValue	Validity	Time_ms
u_temp	25.02.2012 17:26	0	1	40964727052.037
u_temp	25.02.2012 17:26	0	1	40964727063.6111
u_temp	25.02.2012 17:26	0	1	40964727075.3704
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727086.9444
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727098.5185
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727110.2778
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727121.8519
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727133.4259
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727145.1736
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727156.7477
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727168.507
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727180.081
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727191.6551
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727203.4144
u_temp	25.02.2012 17:27	0	1	40964727214.9884
$RT_OFF$	25.02.2012 17:27	0	2	40964727217.6968
u_temp	25.02.2012 17:30	0	1	40964729294.6991
u_temp	25.02.2012 17:30	0	1	40964729306.4583
u_temp	25.02.2012 17:30	0	1	40964729318.0324
u_temp	25.02.2012 17:30	0	1	40964729329.7801
u_temp	25.02.2012 17:30	0	1	40964729341.3542
u_temp	25.02.2012 17:30	0	1	40964729352.9282
u_temp	25.02.2012 17:30	0	1	40964729364.6875
u_temp	25.02.2012 17:30	0	1	40964729376.2616