Практичне заняття № 3
Тема. Вибір технічних засобів автоматизації
технологічного комплексу
Мета: ознайомлення методикою вибору технічних засобів автоматизації технологічного комплексу.
Короткі теоретичні відомості
Вибір
технічних засобів автоматизації технологічного комплексу необхідно здійснювати
з врахуванням кількості вхідних і вихідних аналогових, дискретних та імпульсних
сигналів, які будуть використовуватися для реалізації розробленої системи
керування технологічного комплексу. Даний вибір залежить також і від
проектованого рівня автоматизації технологічного комплексу.
При цьому необхідно
здійснити:
–
обґрунтування вибору засобів автоматизації з описом їх технічних характеристик;
– детальний опис
програми функціонування засобів автоматизації.
1. Приклад обґрунтування вибору датчиків
Для контролю рівнів в ємностях використовуються датчик рівня моделі LMP-308.
Зонд LMP 808 призначений для
неперервного виміру рівня рідини, неагресивного матеріалу корпусу ПВХ
(полівінілхлорид) та нержавіючої сталі.
Основні характеристики:
– діапазони тиску: від 0…0,4 до 0…250 мм. вод. ст.
– основна похибка: 0,5/0,35/0,25% ДИ
– вихідний сигнал: 0/4…20 мА, 0…10 В
(опція: Ex-виконання)
– датчик: кремнієвий п’єзорезистивний
– діапазон температури
вимірюваного середовища: -20…+70 °C
– клас захисту: IP 68
Основні характеристики:
– навантаження: 20 ÷ 300 кг.;
– матеріал: нержавіюча сталь 17-4PH;
– клас захисту: IP66;
– гарантія: 30 місяців;
– максимальний розмір вантажоприймальної
платформи: 400×400 мм.
2.
Приклад
обґрунтування вибору пристроїв узгодження сигналів
Для запуску електродвигунів
використовуються магнітні пускачі ПМЛ-1100 О*4Б 10А 380В (AC) 1НВ (див. таблицю
3.1).
Контактори та електромагнітні пускачі ПМЛ призначені для
застосування в якості комплектуючих виробів в схемах керування
електроприводами, головним чином для застосування в стаціонарних установках,
для дистанційного пуску безпосереднім підключенням до мережі, зупинки і
реверсування трифазних асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором
при напрузі до 660 В змінного струму частоти 50 і 60 Гц.
Таблиця 3.1 – Технічні характеристики магнітних пускачів ПМЛ-1100
О*4Б 10А 380В (AC) 1НВ
|
Назва параметру |
Значення |
|
1 |
2 |
|
Область застосування |
Загальнопромисловий |
|
Відповідність стандартам |
ДСТУ IEC 60947-4-1 |
|
Номінальна напруга по ізоляції, В |
660 |
|
Потужність двигуна для категорії АС-3 при 380 В 50 Гц, кВт |
5,5 |
|
Потужність, споживана котушкою контактора,
включення/утримання, ВА |
68±8,0/8±1,8 |
|
Зносостійкість механічна / комутаційна (категорія застосування
АС-3), млн. циклів |
10/1,5 |
|
Максимальна частота включень без навантаження /з
навантаженням, включень в годину |
3600/2400 |
Продовження
таблиці 3.1
|
1 |
2 |
|
Тип теплового реле |
Без реле |
|
Ступінь захисту |
IP00 |
|
Габаритні розміри, мм |
44×67×73,8 |
|
Установчі розміри, мм |
50×35 |
|
Варіанти гвинтового кріплення |
2 гвинти М4 |
|
Можливість установки на DIN-рейку |
Немає |
|
Кліматичне виконання за ГОСТ 15140 |
УХЛ |
|
Категорія розміщення |
4 |
|
Маса, кг |
0,32 |
3. Приклад обґрунтування
вибору мікроконтролера
В якості базових пристроїв для реалізації системи підібрано
комплект модулів збору даних та управління серії ADAM-5000 фірми Advantech, що призначені для побудови розподілених систем
збору даних та управління, і являють собою компактні інтелектуальні пристрої
обробки сигналів датчиків.
Для керування технологічним процесом контролер повинен мати
наступні комунікаційні канали:
– кількість аналогових входів: 40;
– кількість дискретних виходів: 21.
Для живлення модулів застосовують напругу 10...30 В постійного
струму; діапазон робочих температур – -10…+70 °С; діапазон температур
зберігання – (-25) ...+80 °С; відносна вологість повітря – до 95% без
конденсації вологи.
Мікроконтролер ADAM-5511 складається з двох основних частин:
базового блоку і модулів вводу-виводу. Базовий блок має у своєму складі
процесорний модуль, перетворювач напруги, 4-слотову пасивну об'єднуючу панель,
два послідовних комунікаційних порти і порт програмування.
При виборі в якості базових пристроїв модулів серії ADAM-5000
враховувались такі фактори, як точність стабілізації та регулювання вихідних
параметрів, допустима ціна, надійність, можливість наступного нарощування
системи та програмної зміни її архітектури.
З переліку модулів вводу-виводу серії ADAM-5000, враховуючи
кількість та характеристики засобів автоматизації, для реалізації системи
обрано наступні:
– процесорний блок ADAM-5510Е;
– модуль аналогового
вводу ADAM-5017;
– модуль дискретного
виводу ADAM-5056.
Мікроконтролер ADAM-5510Е створений на базі мікропроцесора 80188
і має вбудовану операційну систему ROM-DOS, яка сумісна з MS-DOS На рівні
базових функцій, за винятком BIOS, що забезпечує можливість виконання
стандартного для IBM PC програмного забезпечення або прикладних програм, написаних на мовах високого рівня.
Технічні характеристики процесорного блоку ADAM-5510Е представленні в таблиці
3.2.
Таблиця 3.2 – Технічні
характеристики процесорного блоку
ADAM-5510Е
|
№ з/п |
Назва
параметра |
Значення |
|
1 |
Тип процесора |
80188-40,
16-розрядний |
|
2 |
Об’єм флеш-ПЗП |
256 кбайт |
|
3 |
Операційна система |
ROM-DOS у
флеш-ПЗП |
|
4 |
Об’єм флеш-пам’яті |
256 кбайт |
|
5 |
Інтерфейсні порти |
порт СОМ1
(3F8):RS-232; порт COM2
(2F8):RS-485; |
|
6 |
Порт програмування |
COM3: RS-232 |
|
7 |
Кількість модулів вводу-виводу |
4 |
|
8 |
Напруга живлення |
+10…+30 В |
|
9 |
Споживана потужність |
1,0 Вт |
4. Приклад обґрунтування вибору джерела
живлення
Потужність, яку споживає модуль ADAM 5510Е, рівна 1,2 Вт.
Для роботи 3-х модулів контролера ADAM 5017, що споживають
енергії по 1,2 Вт кожен, необхідно забезпечити потужність джерела живлення у
3,6 Вт.
Потужність, яку споживає модуль ADAM 5056, я рівна 0,25 Вт.
Просумувавши вище наведені значення споживаної енергії
контролерами (1,2+3,6+0,25=5,05) отримаємо розрахункову потужність Р = 5,05 Вт джерела живлення напругою 24 В. На основі цих даних можна
порахувати мінімальне навантаження за струмом, яке має забезпечити блок
живлення:
По отриманих розрахункових даних обираємо блок живлення PS-15-24.
Блок живлення PS-15-24 призначений для монтажу на
DIN-рейку. Він живиться від однофазної
мережі змінного струму або від джерела постійної напруги. Блок живлення
PS-15-24
Mean Well відкритого типу
15 Вт, 24 В, 0,625 А (AC/DC перетворювач).
Основні технічні параметри
PS-15-24 наведені в таблиці 3.3.
Таблиця
3.3 – Технічні блоку живлення PS-15-24
|
№ з/п |
Назва параметра |
Значення |
|
1 |
Мінімальна робоча температура |
-10 град. |
|
2 |
Вихідний струм |
не більше 0,625 А |
|
3 |
Максимальна температура зберігання |
85 град. |
|
4 |
Тип стабілізації |
По напрузі |
|
5 |
Напруга живлення |
220 В |
|
6 |
Максимальне вхідне напруга |
264 В |
Завдання для виконання
1. Привести обґрунтування вибору датчиків,
виконавчих елементів та пристроїв узгодження об’єктів.
2. Привести
обґрунтування вибору мікроконтролера.
3. Привести обґрунтування
вибору блока живлення автоматизованої системи керування.
4. Оформити звіт з практичної роботи.
Контрольні питання
1. На
основі яких критеріїв проводиться обґрунтування вибору датчиків, виконавчих
елементів та пристроїв узгодження об’єктів?
2. Які
основні технічні характеристики потрібно привести для датчика?
3. Які
основні технічні характеристики потрібно привести для виконавчого елемента?
4. Які
основні технічні характеристики потрібно привести для пристрою узгодження
об’єктів?
5. На
основі яких критеріїв проводиться обґрунтування вибору мікроконтролера?
6. Опишіть
методику розрахунку блока живлення автоматизованої системи керування.
7. Які
основні технічні характеристики потрібно привести для блока живлення?
