Технические науки/12. Автоматизированные системы управления на производстве

Кошеков К.Т., Гурин Н.Ю., Астапенко Н.В., Кашевкин А.А.

Северо-Казахстанский Государственный Университет имени Манаша Козыбаева, г. Петропавловск, Республика Казахстан

Преимущества реализации автоматизированной системы управления зернохранилищем на базе ПЛК

Автоматизация – это наука изучающая процессы управления техническими и технологическими процессами. Основной целью многих схем автоматизации является освобождение человека от процесса управления, мониторинг и дистанционное управления. Сегодня в аграрном секторе многие схемы автоматизации реализованы на базе релейной логике.

При построении схем автоматизации на базе релейной логике, алгоритм управления процессом строится на определенной последовательности контактов аппаратов и приборов. Пример схемы управления электрическим двигателем логики на базе стандартной схемы запуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором при помощи магнитного пускателя приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Принципиальная схема управления электрическим двигателем на базе релейно-контактной логики

По своей природе релейный контакт является дискретным сигналом, а дискретные сигналы имеют 2 устойчивых состояния: логический 0 (контакт разомкнут) и логическая 1 (контакт замкнут). Когда необходимо организовать мониторинг процессов и явлений либо плавное регулирование процесса, возникает ряд проблем. Дело в том что каждое промежуточное значение величины, либо сигнал на аппаратном уровне обеспечивается контактом какого-либо прибора. Еще большие проблемы возникают при организации мониторинга и дистанционного управления. Мониторинг схем автоматизации реализованных на безе релейно-контактной логики может быть выполнен только в виде мнемосхемы с сигнальными приборами. Конечно же данные схемы имеют свое место в производстве, но при существенном увеличении сигналов построение автоматизации на базе релейно-контактных схем не имеет смысла.

Данная научная работа рассматривает вопросы о внедрении инновационных схем управления реализованных на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК). Аграрный сектор предоставляет все новые требования к организации производства, с которыми старые схемы подчас не справляются.

При построении систем автоматизации на базе применения ПЛК, он отвечает за построение алгоритма управления или регулирования. В данной научной работе за основу принят контроллер ПЛК 160. Контроллер ПЛК 160 имеет возможность контролировать не только дискретные сигналы, но и аналоговые, что существенно уменьшает количество воспринимающих органов (датчиков) при большом количестве сигналов. Так например за контролем емкости заполнения бункера при промежуточных уровнях не нужно устанавливать дополнительные датчики, а всего лишь нужно дополнить программу управления. Например датчик уровня зерна в бункере имеет унифицированный токовый сигнал 4-20мА (так называемая «токовая петля») нижний уровень имеет сигнал 4мА, а верхний сигнал 20мА, все остальные промежуточные уровни устанавливаются в диапазон от 4 до 20мА. Еще одним преимуществом данного интерфейса является быстрое определение обрыва контрольного провода, в этом случае ток в петле будет составлять 0мА. Основным достоинством схем автоматизации на ПЛК является мониторинг. Огромное количество протоколов позволяет организовать связь с большим количеством периферийных устройств. Для мониторинга за технологическими процессами зернохранилища предусмотрена установка панели оператора типа ИП 320. На рисунке 2 предоставлена схема подключения ПЛК с ИП320.

Рисунок 1 – Схема подключения ИП320 к ПЛК160

Еще одним важным преимуществом проектирования схем на базе ПЛК, является возможность интеграции в существующую схему управления. Например, зернохранилище схема автоматизации, которого реализована на базе контактов реле. При установке контроллера потребуется только дополнительное подключение выходных релейных контактов ПЛК к катушкам реле и контакторов.

Таким образом предложенная схема автоматизации позволит повысить уровень автоматизации производства, обеспечить качественный мониторинг и контроль параметров требуемых величин. А возможность интеграции ПЛК в существующие схемы управления, позволит создать гибкую структуру автоматизации и мониторинга зернохранилища.