Автоматизация

Центральные процессоры S7-300, предназначенные для построения систем автоматического управления технологическими процессами, представлены следующим модельным рядом. CPU 312 — центральный процессор для построения небольших систем управления, включающих в свой состав до 8 сигнальных, функциональных и коммуникационных модулей. CPU 312C — центральный процессор с 10 дискретными входами и 6 дискретными выходами, а также встроенными функциями скоростного счета (2х10 кГц) и измерения частоты (2х10 кГц) или длительности периода. Может использоваться в качестве автономного блока управления. CPU 313C — центральный процессор с 24 дискретными входами, 16 дискретными выходами, 4 аналоговыми входами для измерения унифицированных сигналов силы тока или напряжения, одним аналоговым входом для подключения термопреобразователя сопротивления Pt100 и 2 аналоговыми выходами. Набор встроенных функций включает в свой состав скоростной счет, измерение частоты или длительности периода, ПИД-регулирование. Может использоваться в качестве автономного блока управления. CPU 313C-2 PtP и CPU 313C-2 DP — центральные процессоры с 16 дискретными входами, 16 дискретными выходами и встроенным интерфейсом MPI. CPU 314C-2 PtP и CPU 314C-2 DP — компактные центральные процессоры с 24 дискретными входами, 16 дискретными выходами, 4 аналоговыми входами для измерения унифицированных сигналов силы тока или напряжения, одним аналоговым входом для подключения термопреобразователя сопротивления Pt100, 2 аналоговыми выходами и встроенным интерфейсом MPI. Набор встроенных функций включает в свой состав скоростной счет, измерение частоты или длительности периода, ПИД-регулирование, позиционирование по одной оси. Могут использоваться в качестве автономных блоков управления. CPU 315-2 DP — центральный процессор с встроенными интерфейсами MPI и ведущего ведомого устройства PROFIBUS DP для построения высокопроизводительных систем автоматизации с развитой системой локального и распределенного ввода-вывода.

 

 

Рисунок 12 – Контроллер Simatic S7-300

 

В соответствии с функциональной схемой автоматизации установки необходимо 9 каналов аналогового ввода рассчитанных на унифицированный токовый сигнал 4-20мА. Два сигнала от расходомеров 1б,3б, один сигнал от преобразователя давления 5а, один сигнал от волноводного уровнемера 7б, один сигнал от концентратомера 8б, один сигнал от термопреобразователя сопротивления 9, три  сигнала от датчиков положения  GE - 2, GE - 4, GE - 6. Для реализации этих каналов используем модуль аналогового ввода AI SM 331 модель 331-7NF00. Данный модуль имеет 8 аналоговых входа, тип входного сигнала 4-20мА.

Для подключения магнитных пускателей 13а,14а необходимо 2 канала дискретного ввода, для реализации сигнализации крайних положений исполнительных механизмов необходимо 16 каналов дискретного ввода    DI SM 321 модель 321-1BH02. Данный модуль имеет 16 дискретных входов. Входное напряжение 24В.

Для сигнализации верхнего уровня в смесителе 1 необходим 1 канал дискретного вывода, для подключения сигнальной арматуры HL1. Также необходимо 18 каналов для управления магнитными пускателями 1в,3в,5б,7в,13а,14а,15а,16а,17а,18а. Используем модуль дискретного вывода DO SM 322 модель 322-1BH01. Данный модуль имеет 16 дискретных выходов. Выходное напряжение 24В.

Привязку сигналов контроллера к датчикам и исполнительным механизмам оформим в виде следующей таблицы:

 

Таблица 2 - Привязка сигналов контроллера к датчикам и исполнительным механизмам

 

Обозначение СА	Обозначение СА по спецификации	Обозначение каналов ввода/вывода		Тип модуля ввода/ вывода	Количество модулей
FT	1б	AI 1		AI SM 331 модель 331-7NF00	2
GE	2	AI 2
FT	3б	AI 3
GE	4	AI 4
PT	5а	AI 5
GE	6	AI 6
LT	7б	AI 7
QT	8б	AI 8
TE	9	AI 9
-	1д	DI 1,2		DI SM 321 модель 321-1BH02	2
-	3д	DI 3,4
-	5г	DI 5,6
-	7д	DI 7,8
NS	13а	DI 9
NS	14а	DI 10
-	15в	DI 11,12
-	16в	DI 13,14
-	17в	DI 15,16
-	18в	DI 17,18
NS	1в	DO 1,2	DO SM 322 модель 322-1BH01		2
NS	3в	DО 3,4
NS	5б	DО 5,6
-	НL1	DO 7
NS	7в	DO 8,9
NS	13а	DO 10
NS	14а	DO 11
NS	15а	DO 12,13
NS	16а	DO 14,15
NS	17а	DO 16,17
NS	18а	DO 18,19

 

 

Модули ввода аналоговых сигналов SM 331 предназначены для аналого - цифрового преобразования входных аналоговых сигналов контроллера и формирования цифровых величин, используемых центральным процессором в процессе выполнения программы. К входам модулей могут подключаться датчики с унифицированными выходными электрическими сигналами напряжения или силы тока, термопары, термометры сопротивления. Каждая пара входных каналов модулей 6ES7331-7KB02-0AB0 и 6ES7331-7KF02-0AB0 может быть настроена на свой вид входного сигнала. Выбор вида входного сигнала (сила тока, напряжение, термо-ЭДС или сопротивление) производится аппаратно установкой кодового элемента в одно из четырех возможных положений. Выбор диапазона измерений каждого входа производится программно из среды STEP 7. Основные характеристики модулей SM 331 приведены в таблице 3:

 

Таблица 3 - Основные характеристики модулей SM 331

 

Модель	Количество входов	Вид входов
331-7NF00 331-7NF10 331-1HF01	8	Унифицированный токовый. Унифицированный напряжение
331-1KF01 331-7KF02 331-7КВ02 331-1TF00	8	Унифицированный токовый. Унифицированный напряжение. Термометры сопротивления Ni 100, Nil000, Pt 100, LG-Ni 1000. Термопары E, N, J, K, L Сопротивления 0.. .600 Ом, 0.. .6 кОм
331-1PF11	8	Термометры сопротивления Ni 100, Nil000, Pt 100, LG-Ni 1000. Термопары E, N, J, K, L
331-1PF01	8	Термометры сопротивления Ni 100, Nil000, Pt 100, LG-Ni 1000. Термопары E, N, J, K, L Сопротивления 0.. .600 Ом, 0.. .6 кОм

 

Модули ввода дискретных сигналов SM 321 предназначены для преобразования входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние сигналы. Основные характеристики модулей SM 321 приведены в таблице 4:

 

Таблица 4 - Основные характеристики модулей SM 321

 

Модель	Количество входов	Входное напряжение, В
321-1BL00	32	-24
321-1EL00	32	-120
321-1ВН02	16	-24
321-1СН00	16	-24...48, -24...48
321-1СН20	16	-48... 125
321-1FH00	16	-120/230
321-1FF01	8	-120/230
321-1FF10	18	-120/230

 

Модули вывода дискретных сигналов SM 322 предназначены для преобразования внутренних логических сигналов контроллера в его выходные дискретные сигналы. К выходам модулей могут подключаться исполнительные устройства или их коммутационные аппараты. Основные характеристики модулей SM 322 приведены в таблице 5:

 

Таблица 5 - Основные характеристики модулей SM 322

 

Модель	Количество выходов	Напряжение питания нагрузки, В	Номинальный ток выхода, А
322-1BL00	32	-24	0,5
322-1FL00	32	-120	1
322-1ВН01	16	-24	0,5
322-1GH00	16	-24...48, -24...48	0,5
322-1FH00	16	-120/230	0,5
322-1BF01	8	-24	2
322-8BF00	8	-24	0,5
322-1CF00	8	-48... 125	1,5
322-1FF01	8	-120/230	2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

При выполнении курсовой работы изучили принцип автоматизации и основные элементы при регулировании параметров на примере автоматизации установки для приготовления сиропа. Освоила методику выбора средств автоматизации, а также рассмотрела принцип действия некоторых из них. Ознакомилась с принципами построения современных систем автоматизации технологических процессов, реализованных на базе промышленных контроллеров и ЭВМ.

В ходе выполнения курсовой работы решила следующие задачи:

1) ознакомилась с методикой разработки функциональной схемы автоматизации технологических процессов на базе серийно выпускаемых приборов и промышленных контроллеров;

2)ознакомилась с характеристиками современных приборов и средств автоматизации;

3) изучила основные подходы к обоснованному выбору приборов и технических средств автоматизации;

4) изучила действующие стандарты  и другие нормативные документы регламентирующие правила оформления технической документации по автоматизации технологических процессов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1 Кожевников, М.М. Технические средства  АСУТП для пищевой промышленности: справочное пособие для студентов  технологических специальностей  пищевой промышленности / М.М. Кожевников, В.И. Никулин. - Могилев: Ризограф УО МГУП, 2008.- 67с.

2 Приборы и средства автоматизации  для пищевой промышленности: справочное  пособие для студентов технологических  специальностей: в 2 ч. / В.И. Никулин, С.В. Богуслов, А.М. Прокопенко.- Могилев: Ризограф УО МГУП, 2008.-96с.

3 Общие требования и правила  оформления учебных текстовых  документов: СТП СМК 4.2.3-2011. - Введ. 2011-01-01. - Могилев. : УО «МГУП», 2011. - 43с.