ВВЕДЕНИЕ 5
1. Состояние вопроса 7
1.1 Основание для разработки 7
1.2 Цель и назначение разработки 7
1.3 Основные ошибки при создании шкафов АСУТП 8
1.4 Технические требования и рекомендации 10
1.5 Изучение готовых работ на тему магистерской диссертации 10
1.6 Обзор существующих ПЛК 13
2 Раздел проектных разработок 19
2.1 Разработка электрической схемы стенда 19
2.2 Выбор компонентов необходимых для создания стенда 34
2.3 Разработка конструкции стенда 46
3 Написание алгоритмов программы для проверки и отладки систем управления 49
4 Практическая реализация проекта 52
4.1 Изготовление стенда 52
4.2 Отладка стенда 59
5 Сравнение со старой версией 62
6 Руководство по эксплуатации стенда 66
6.1 Требования безопасности 66
6.2 Назначение 66
6.3 Условия эксплуатации 66
6.4 Технические характеристики 66
6.5 Состав изделия 67
6.6 Подготовка стенда к использованию 67
6.7 Проверка ШУ (1 режим работы) 68
6.8 Использование стационарных контроллеров (2 режим работы) 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 71
Автоматизирование всех производственных процессов является главной целью, которую ставит перед собой производитель. Наиболее значительным это становится во время кризиса, так как большинство потребителей испытывают дефицит бюджет, что влечен за собой снижение спроса на товар, предоставляемый производителем. С переходом в большинстве отраслей с ручного управления на автоматизированное и появления технологических процессов, за которыми необходим постоянный контроль, возникла необходимость создания различных систем управления, которые бы заменили человека, частично или полностью, так же сводя к минимуму человеческий фактор. Такие системы называются АСУТП - автоматизированные системы управления технологическими процессами.
Рисунок 1 - уровни АСУТП
Такие системы состоят из трех уровней: нижний уровень - исполнительные устройства, датчики, сенсоры, контрольно-измерительные приборы, средний уровень - уровень программируемых логических контроллеров, верхний уровень - уровень диспетчеризации, то есть это удаленный сбор данных и удаленное управление (SCADA системы).
За связь всего этого между собой отвечает средний уровень, то есть главной частью большинства таких систем является их мозг - программируемый логический контроллер, входящий в состав в шкафа управления, в котором так же располагается вся необходимая для функционирования системы автоматика, который управляет всеми исполнительными устройствами нижнего уровня и дает возможность собирать данные и управлять системой через себя с помощью диспетчеризации (верхнего уровня).
На разработчиках данных шкафов управления лежит огромная ответственность, так как любая ошибка в правильности работы шкафов управления может привести к выходу из строя подконтрольного ему оборудования, что в свою очередь может привести к еще более серьезным проблемам. То есть, появился ряд серьезных вопросов возникших при разработке этих систем автоматизированного управления. Все эти вопросы помогают решать специальные инструменты, именуемые стендами отладки систем автоматизированного управления технологических процессов АСУТП, которые только недавно начали входить в арсенал людей занимающихся разработкой всех этих систем управления. Данные стенды представляют собой набор тех или иных средств, помогающих человеку, разрабатывающему какую-либо систему управления, лучше продумать ее, создать алгоритм управления к ней, не имеющий ошибок и удовлетворяющий всем задачам поставленным перед ним. От функционала таких стендов зависит насколько большие и сложные системы и их алгоритмы возможно разработать без ошибок в алгоритмах, проверив и отладив их.
В рамках реализации магистерской диссертации, исходя из технического задания заказчика, был разработан стенд для проверки шкафов управления АСУТП. Произведен анализ всех имеющихся на данный момент в открытом доступе проектов на нашу тематику. Произведя анализ, было принято решение делать стенд именно в таком исполнение. Для реализации такого формата были подобраны все необходимые компоненты, соответствующие всем требованиям по надежности, ремонтопригодности. Разработана принципиальная схема стенда, отталкиваясь от которой был сконструирован каркас стенда и его кронштейн. Написаны программы на каждый используемый в стенде контроллер. Была произведена сборка стенда, проверка и отладка схемы. Проведено сравнение работы на новом стенде и старом с замером времени, которое показало явные преимущества этого решения перед старой версией. Основные преимущества, это скорость проверки и качество, высокая степень надежности и ремонтопригодности, так же возможность как писать программы и отлаживать заранее их на стационарных контроллерах, так и подключать на проверку шкафы управления. К тому же данный стенд позволяет изучать программирование логических контроллеров, что ускорит обучение новых сотрудников. До создания данного проекта не было найдено уже готовых решений, которые могли совместить в себе обе этих функции. Разработано руководство по эксплуатации стенда.
