Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

А.Е. Медведев Компьютерная система управления конвейерной линией

.pdf
Скачиваний:
144
Добавлен:
19.08.2013
Размер:
523.19 Кб
Скачать

0

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода и автоматизации

КОМПЬЮТЕРНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОНВЕЙЕРНОЙ ЛИНИЕЙ

Методические указания к лабораторной работе по курсу «Автоматизация производственных процессов»

для студентов специальности 180400 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»

Составитель А.Е. Медведев

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 3 от 24.10.02 Рекомендованы к печати учебнометодической комиссией по специальности 180400 Протокол № 4 от 24.10.02

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2003

1

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить устройство и принцип действия компьютерной системы управления конвейерной линией (КСУ КЛ), выполненной на базе микропроцессорных контроллеров и персонального компьютера.

2.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

2.1.Ознакомиться с конструкцией стенда, расположением в нем элементов системы, с устройством имитатора конвейерной линии.

2.2.Рассмотреть алгоритмы управления, контроля и защиты кон-

вейеров.

2.3.Изучить принципиальную электрическую схему (ПЭС) системы управления конвейером.

2.4.Провести стендовые испытания КСУ КЛ.

3.СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

3.1.Структура и функции КСУ КЛ.

3.2.Алгоритмы управления, контроля и защиты конвейеров.

3.3.ПЭС системы управления конвейером.

3.4.Результаты стендовых испытаний системы.

4.ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ КСУ КЛ

4.1.Структура и алгоритмы системы

Система управления конвейерной линией (рис. 1) является распределенной, двухуровневой.

Верхний уровень управления представлен персональным компь-

ютером Pentium.

Нижний уровень управления реализуется программируемыми логическими контроллерами ПЛК, верхний – персональным компьюте-

ром ПК Pentium.

Каждый ПЛК получает сигналы от датчиков скорости ДС, схода ленты ДЛ, завала места перегрузки ДЗ, экстренного останова ДО, кнопок местного управления КУ1 (пуск), КУ2 (стоп), переключателя ВР

2

выбора режима управления (ручной или автоматический) и персональ-

ного компьютера ПК.

ДС ДЛ ДО

КОНВЕЙЕР 2

 

НУ

 

ДЗ

датчиков

Т

от

М

 

КУ1

П

П

датчиков

 

 

НУ

 

КУ2

Л

Т

от

ЗС

ВР

К

СС

 

к ПК

 

 

 

КУ1

 

 

 

 

 

 

КУ2

 

 

 

ВР

 

 

 

к ПК

П

Л

К

ДС ДЛ ДО

КОНВЕЙЕР 1

НУ

ДЗ

Т

М

НУ

П

Т

ЗС

СС

Рис. 1. Структурная схема КСУ КЛ

На выходе ПЛК формируются сигналы управления пускателем П, тормозом Т, натяжным устройством НУ, звуковой ЗС и световой СС сигнализацией.

На верхнем уровне управления (ЭВМ) решаются задачи комплексного контроля и координации транспортного процесса, оперативного управления работой конвейерной линии.

КСУ КЛ обеспечивает выполнение следующих требований: 1. Управление

1.1.Автоматическое управление пуском/остановом конвейеров в функции скорости с корректировкой по времени.

1.2.Выбор режима управления («Авт», «Руч»);

3

1.3.Экстренный останов конвейерной линии с любой точки трассы по команде эксплуатационного персонала;

1.4.Автоматическое управление натяжным устройством каждого конвейера при пуске по закону, показанному на рис. 2. Натяжение ленты на время пуска увеличивается на 30-50 %.

Vл

а

Vлном

0

Sл

б

Sлп Sлр

0

Рис. 2. Диаграммы изменения скорости (а) и натяжения (б) ленты: Vл ном – номинальная скорость движения ленты; Sлп, Sлр – натяжение ленты при пуске и работе; tпуск – время разгона конвейера до номинальной скорости

1.5. Автоматическое управление тормозом каждого конвейера при пуске и останове по закону, изображенному на рис. 3. Состояние тормоза изменяется при достижении лентой скорости 5-10 % от номинальной (при скорости ниже указанной тормоз включается).

4

а

(0,05-0,1)Vлном

б

Рис. 3. Диаграммы изменения скорости ленты (а)

иуправления тормозом (б)

2.Автоматическая защита путем отключения аварийного конвейера и всех последующих за ним (в направлении против грузопотока) при завале места перегрузки, сходе ленты, снижении скорости ленты на 25 % от номинального значения, обрыве ленты, затянувшемся пуске любого из конвейеров.

3.Контроль, сигнализация, индикация:

3.1.Непрерывное измерение скорости ленты каждого конвейера.

3.2.Индикация на экране монитора величины скорости, режима управления, состояния конвейера, причин и мест срабатывания защит.

3.3.Контроль выдержки времени звучания предупредительной и аварийной сигнализаций, времени пуска конвейера.

3.4.Предупредительная звуковая сигнализация по линии перед ее включением либо пуском любого из конвейеров.

3.5.Световая и звуковая сигнализация о срабатывании защиты на любом конвейере.

Алгоритмы управления, контроля и защиты для отдельного конвейера линии, отвечающие вышеизложенным требованиям, представлены на рис. 4, 5, 6.

5

Рис. 4. Алгоритм локального управления пуском конвейера

Алгоритм оперативного останова конвейера
КОНЕЦ
Рис. 5. Алгоритм автоматического контроля и защиты
Включить аварийную звуковую
Да Световая сигнализация сигнализацию
об экстренном останове

6

Световая сигнализация

Включить аварийную

о затянувшемся пуске

звуковую

 

сигнализацию

Отключить НУ

Световая сигнализация

о затянувшемся пуске

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТОП

 

 

Отключить НУ

 

 

СТОП

Рис. 4. (Продолжение)

НАЧАЛО

 

Да

Световая сигнализация

ДЗ

о заштыбовке

 

Нет

 

Да

Световая сигнализация

ДЛ

о сходе ленты

 

Нет

 

ДО

 

Нет

 

Да

Световая сигнализация

V<0,75Vном

о снижении скорости

 

Отключить НУ

КОНЕЦ

7

Рис. 6. Алгоритм останова конвейера

Алгоритм управления, контроля и защиты конвейерной линии может быть представлен соответствующими блоками, являющимися алгоритмами управления, контроля и защиты отдельных конвейеров.

Алгоритмы работы программы контроллера приведены далее. На рис. 7 представлен алгоритм предварительных установок. Он осуществляет установку исполнительных устройств в надлежащее состояние при включении питания, т.е. включает тормоз, отключает пускатель и натяжное устройство, зажигает соответствующие светодиоды в случае, если какие-либо имитированные датчики активны. Контроллер выходит из подпрограммы предварительных установок при нажатии кнопки «Пуск» либо «Стоп».

При нажатии кнопки «Пуск» микроконтроллер отрабатывает алгоритм пуска, представленный на рис. 8. При возникновении какихлибо аварийных ситуаций микроконтроллер выполняет действия, определенные алгоритмом, и выходит в алгоритм предварительных установок. Если же все условия пуска соблюдаются, микроконтроллер переходит к алгоритму автоматического контроля и защиты, изображенному на рис. 9.

8

НАЧАЛО

P1.1=0

ТОРМОЗ ВКЛЮЧЁН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1.3=0

ПУСКАТЕЛЬ ВЫКЛЮЧЕН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1.1=1

НАТЯЖНОЕ УСТ-ВО ВЫКЛ

 

 

ОСТАНОВИТЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

 

 

 

 

P2.6=1

АЦП

 

 

 

 

 

 

 

 

P1.4=0

ВЫКЛЮЧИТЬ СИРЕНУ

 

 

 

РУЧНОЙ РЕЖИМ

1

P2.2

P1.2=0

0

P1.2=1 АВТОМАТ

 

 

0

P2.5

1

 

P1.5=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АЛГОРИТМ

1

0

 

 

 

 

 

ЗАВАЛ

 

 

 

 

 

 

 

ПУСКА

 

P2.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1.5=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КН. ПУСК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

АЛГОРИТМ 1 P2.0 ОСТАНОВА

P2.4

1

P1.6=0

0

СХОД ЛЕНТЫ

 

P1.6=1

 

КН. СТОП

 

P2.3

1

P1.7=0

 

0

 

ЭКСТРЕННЫЙ

P1.7=1

 

ОСТАНОВ

 

 

Рис. 7. Алгоритм предварительных установок

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

НАЧАЛО

 

 

 

 

 

 

 

 

Р2.2

0

АЛГОРИТМ ПРЕД.

 

 

 

 

 

 

УСТАНОВОК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р2.5

1

Р1.5=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

Завал

 

 

 

 

 

 

Р2.4

Р1.6=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

Сход ленты

Прерывистый

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

Р2.3

Р1.7=0

 

сигнал в

Р1.4=1

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

Экстренный останов

течение 5 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р1.4=1

 

Р1.1=1

Тормоз

 

T<5c

 

 

 

 

 

выключен

 

 

 

 

T<5c

 

АЛГОРИТМ

 

АЛГОРИТМ ПРЕД.

 

 

 

 

 

УСТАНОВОК

 

 

 

 

 

АЦП

 

Натяжное

 

 

 

 

 

 

 

Р1.0=0

 

 

Нет

 

 

уст-во вкл.

 

 

 

 

 

 

 

Р1.3=1

Пускатель

V<11110011

 

Натяжное

 

 

 

Да

 

Р1.0=1

 

 

 

 

включен

 

уст-во выкл.

 

 

 

 

 

Да

 

 

 

 

 

 

 

 

Выключить

 

 

АЛГОРИТМ

T<2,5c

 

Р1.4=0

 

 

 

АЦП

 

 

 

сирену

 

 

 

 

Нет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нет

Пускатель Р1.3=0

 

 

 

 

 

V<1101

 

выключен

 

АЛГОРИТМ

 

Да

 

Р0.0=0

 

ЗАЩИТЫ И КОНТРОЛЯ

Да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T<0,5c

 

 

 

Прерывистый

 

 

Нет

Пускатель

Р1.4=0..1

 

сигнал в

 

 

 

 

Р1.3=0

 

 

течение 5 с

 

 

 

 

выключен

АЛГОРИТМ

 

 

Затянув.

 

Р0.0=0

 

 

 

 

пуск

 

 

 

АЦП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нет

 

 

 

Р1.4=0..1

 

V<1101

 

 

 

 

 

 

 

Да

Да

Да

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T<5c

 

T<5c

 

 

 

 

Нет

 

Нет

 

 

 

АЛГОРИТМ ПРЕД.

АЛГОРИТМ ПРЕД.

 

 

 

УСТАНОВОК

УСТАНОВОК

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Алгоритм пуска

 

Соседние файлы в предмете Автоматизация технологических процессов и производств