Аппаратная часть системы
В таблице 1 представлена спецификация оборудования используемого в данном проекте. В качестве аппаратных средств была выбрана модульная система Simatic S7 – 300 фирмы Samsung. Simatic S7 – 300 – это полноценная цифровая, свободно проектируемая система управления и регулирования.
Она пригодна для быстрого регулирования расчета и управления при минимальном времени цикла. Система пригодна для больших и малых установок. В особенности, для всех видов приводов с изменяющимся числом оборотов, для приводов постоянного тока, для приводов трехфазного тока, для логических, регулировочных и расчетных задач. В системе базовой автоматизации Simatic S7 – 300 является всесторонней регулирующей системой с большими возможностями и с высоким сервисом обслуживания.Таблица 1. Спецификация оборудования
| Наименование и технические характеристики материалов | Тип, марка оборудования | Единица измерения | Количество |
| Клапан регулирующий Samson Dу=25 Pу=16/40 кгс/см2; | 241-1 | шт. | 3 |
| Датчик избыточного давления ф.YOKOGAWA | EJA 530A- DBS7N-03DF | шт.
| 6
|
| Профильная шина DIN 530мм. | 6ES7 390-1AF30-0AA0 | шт. | 1 |
| Модуль процессора CPU315-2DP, RAM 64kB, PROFIBUS | 6ES7 315-2AG10-0AB0 | шт.
| 1
|
| Коммуникационный процессор CP343-1, Ethernet | 6GK7 343-1EX11-0XE0 | шт. | 1
|
| Скоростной счетчик FM350-1 | 6ES7 350-1AH03-0AE0 | шт. | 2 |
| Модуль ввода дискретных сигналов SM321, 32 входа | 6ES7 321-1BL00-0AA0 | шт.
| 1 |
| Модуль вывода дискретных сигналов SM322, 32 выхода | 6ES7 322-1BL00-0AA0 | шт. | 1 |
| Модуль ввода аналоговых сигналов SM331, 8 входов | 6ES7 331-1KF00-0AB0 | шт. | 2 |
| Модуль вывода аналоговых сигналов SM332, 4 выхода | 6ES7 332-7ND01-0AB0 | шт. | 1 |
| Блок питания PS 307, 230VAC, 24VDC, 10A | 6ES7 307-1KA00-0AA0 | шт. | 1 |
| Микро карта памяти ММС, 3B NFash, 8Mбайт | 6ES7 953-8LP10-0AA0 | шт. | 1 |
| ПЭВМ оператора | шт. | 1 |
В системе используется модуль процессора CPU315-2DP, RAM 64kB, PROFIBUS.
CPU 315-2 DP способен выполнять программы среднего и большого объема и оснащен встроенным интерфейсом PROFIBUS DP. Он находит применение в системах, оснащенных не только локальной, но и распределенной системой ввода-вывода.В сети PROFIBUS DP CPU 315-2DP способен выполнять функции ведущего или ведомого устройства.
Помимо STEP 7 для программирования CPU 315-2DP могут оптимально использоваться инструментальные средства проектирования:
· S7-SCL
· S7-GRAPH
CPU 315-2DP является идеальной платформой для решения технологических задач:
· Управление движением с помощью пакета Easy Motion Cotrol
· Построение систем регулирования на основе модулей STEP 7 или программноего обеспечения Runtime Standard-/Modular PID Control
Расширенная диагностика процесса может создаваться на основе пакета SIMATIC S7-PDIAG.
PU 315-2DP характеризуется следующими показателями:
· Микропроцессор: около 100нс на выполнение логической инструкции с битами, 4мкс на выполнение арифметической операции с плавающей запятой.
· Запоминающее устройство: скоростное RAM емкостью 128Кбайт (примерно 43 K инструкций) для выполнения программы; микро карта памяти (до 8 Мбайт), выполняющая функции загружаемой памяти и позволяющая сохранять все данные проекта, включая символьные переменные и комментарии к программе.
· Гибкое расширение: подключение до 32 модулей S7-300, (4-рядная конфигурация).
· Встроенный MPI интерфейс: позволяет устанавливать одновременно до 16 соединений с программируемыми контроллерами S7-300/ S7-400/ C7/ WinAC или с программаторами, компьютерами, панелями оператора. Одно соединение зарезервировано для связи с программатором или панелью оператора. MPI может быть использован для построения простейшей сети с подключением до 16 центральных процессоров и поддержкой механизма передачи глобальных данных.
· Встроенный интерфейс ведущего/ ведомого устройства PROFIBUS DP с полной поддержкой функций PROFIBUS DP V1. Построение распределенных структур ввода-вывода. Единые процедуры обслуживания каналов локальной и распределенной систем ввода-вывода.
· Парольная защита: обеспечивает защиту программы от несанкционированного доступа.
· Диагностический буфер: используется для хранения 100 последних сообщений об отказах и прерываниях. Содержимое буфера используется для анализа причин, вызвавших остановку центрального процессора.
· Необслуживаемая защита данных: при перебоях в питании все реманентные данные автоматически записываются центральным процессором в микро карту памяти.
Встроенные коммуникационные функции:
- PG/OP-функции связи.
- Стандартные функции S7-связи.
- S7- функции связи (только сервер).
Блок скоростного счетчика FM350-1 является интеллектуальным 1-канальным модулем счета. Он может быть использован в составе программируемых контроллеров SIMATIC S7-300 и станций распределенного ввода-вывода SIMATIC ET 200M.
Модуль обеспечивает возможность:
· Непосредственного подключения инкрементальных датчиков позиционирования.
· Непосредственного подключения сигналов управления (фотоэлектронных барьеров и т.д.) через встроенные дискретные входы.
· Выполнения функций сравнения с формированием выходных дискретных сигналов через встроенные дискретные выходы.
Подключаемые датчики получают питание от модуля.
Блок ввода дискретных сигналов SM321 предназначен для преобразования входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы. Модуль может работать с контактными датчиками, а также бесконтактными датчиками BERO, подключаемыми по 2-проводным схемам.
Модуль вывода дискретных сигналов SM322 выполняет преобразование внутренних логических сигналов контроллера в его выходные дискретные сигналы. Модуль способен управлять задвижками, магнитными пускателями, сигнальными лампами и т.д.
Модуль ввода аналоговых сигналов SM331 применяемый в системе SIMATIC PCS7 является специальным модулем с повышенной точностью для измерения тока, напряжения или температуры.
Отдельные каналы модуля могут быть соответственно запараметрированы группами независимо друг от друга.
Модуль вывода аналоговых сигналов SM332 предназначен для цифро-аналогового преобразования внутренних цифровых величин контроллера S7-300 в его выходные аналоговые сигналы.
Модуль характеризуются следующими показателями:
· Разрешающая способность от 12 до 15 бит.
· Выходные сигналы напряжения и силы тока: выбор вида аналогового сигнала производится программным способом для каждого выходного канала.
· Поддержка прерываний: при возникновении ошибок модули способны формировать прерывания для центрального процессора.
· Диагностика: модули способны пересылать в центральный процессор большое количество диагностической информации.
Датчик избыточного давления EJX510A содержит монокристаллический кремниевый резонансный чувствительный элемент и может быть использован для измерения давления жидкости, газа, пара. Его выходной сигнал 4 – 20 мА постоянного тока соответствует величине измеряемого давления. Датчик обеспечивает быстрый отклик, позволяющий осуществлять дистанционный контроль и установку параметров посредством цифровой связи с BRAIN или HART – коммуникатором, располагает функцией самодиагностики и дополнительным выходом состояния для сигнализации по верхнему/нижнему пределу давления.
| Основные характеристики: | |||||||||||||||
| · Погрешность измерений +/- 0,01% от шкалы · Пределы измерения
Допускается полное смещение (подстройка) нуля в пределах диапазона измерения капсулы. Выходной сигнал 4-20мА с функцией цифровой связи по протоколу BRAIN или HART, FoundationFieldbus. Максимальное рабочее давление: · капсула А: 200,0 кПа · капсула B: 2 МПа · капсула C: 10 МПа · капсула D: 50 МПа Диапазон допустимых температур Измеряемой среды: -40…120°С Окружающей среды: -40…85°С (с индикатором -30…80°С) Конструктивное исполнение · пылевлагозащищенное (IP67) · искробезопасное (EExiaIICT4) · взрывонепроницаемое (EExdIICT6) |
Пневматический регулирующий клапан Samson с функцией безопасности тип 241 – 1 выполняет функции отсечного клапана от превышения предельной температуры или давления в теплотехнических установках.
Состоит из клапана тип 241, пневматического исполнительного привода тип 3271 – 5, позиционера тип 4763, датчика аналогового положения тип 4748.Основные характеристики:
Клапан регулирующий Samson Dу=25 Pу=16/40 кгс/см2;
· фланцевое подсоединение;
· корпус с изолированной частью (короткий, стандартный);
· металлическое уплотнение (IV);
· соединит.часть, изолированная часть - коррозионостойкая кованая сталь WIN 1.4571;
· без делителя потока;
· положение безопасности - нормально закрыт "НЗ";
· коэффициент условной пропускной способности Kv=1.6.
Позиционер Samson 4763:
· Пневмосоединение - NPT 1/4;
· Электрические присоединения - Pg 13.5 черный;
· командный сигнал - 4...20 мА DC;
· присоединение - слева (с манометром);
· направление - (механика-нарастающее, электрика-нарастающее);
Пневмопривод Samson 3271 – 5:
· S мембраны=350 см2;
· Т=35...50 С;
· Pупр. (давление)=0.4...2 кгс/см2;
· Pмах=6 кгс/см2;
· номинальный ход штока=90 мм;
· материал штока - WIN 1.4305.
Датчик аналогового положения Samson 4748:
· аналоговый выход 4...20 мА DC
· установка на позиционер 4763
· датчик располагается слева от клапана 2.