Automatyka przemysłowa na wybranych obiektach mgr inż. Artur Jurneczko PROCOM SYSTEM S.A., ul. Stargardzka 8a, 54-156 Wrocław
2 Cele prezentacji Celem prezentacji jest przybliżenie automatyki przemysłowej na wybranych obiektach widzianej oczami elektryka. W szczególności omówienie po krótko zasady działania sterowników PLC, wybranych modułów do PLC, systemu nadrzędnego SCADA, oraz niektórych urządzeń wykonawczych i pomiarowych. Ukazanie od strony praktycznej procesu realizacji zaczynając od montaży kończąc na uruchomieniach i wizualizacji. Analiza poszczególnych poziomów zarządzania i sterowania systemu automatyzacji.
DEFINICJA STEROWNIKA Sterowniki programowalne PLC (Programmable Logic Controllers) 3 Są to komputery przemysłowe, których głównym zadaniem jest: zbieranie pomiarów za pomocą modułów wejściowych z cyfrowych i analogowych urządzeń pomiarowych, wykonywanie programów użytkownika, stworzone na podstawie algorytmów generacja sygnałów sterujących w zależności do wyników obliczeń wgranych programów, które przez moduły wyjściowe przekazywane są do urządzeń wykonawczych (np. falowniki, softstarty, zawory automatyczne, oświetlenie)
BUDOWA STEROWNIKA 4 Sterowniki programowalne PLC (Programmable Logic Controllers) Sterownik komputer przemysłowy zbudowany jest z: jednostki Centralnej CPU (Central Processing Unit) najczęściej z wbudowaną pamięcią oraz interfejsem do magistrali sterownika i komunikacji z użytkownikiem, lub panelem operatorskim (np. wejście ethernetowe) moduły wejść i wyjść cyfrowych (Digital Input, Digital Output), moduły wejść i wyjść analogowych (Analog Input, Analog Output), moduły komunikacyjne do połączenia się siecią lokalną w określonym standardzie, np. Modbus, Ethernet, Profibus
BUDOWA STEROWNIKA ` Jednostka Centralna CPU (Central Processing Unit) 5
BUDOWA STEROWNIKA Moduły wejść i wyjść 6
BUDOWA STEROWNIKA Moduły komunikacyjne 7
SZAFA STEROWNIKA PLC 8
SCADA System nadrzędny SCADA 9 SCADA z języka angielskiego Supervisory Control And Data Acquisition oznacza system nadzorujący przebieg procesu technologicznego lub produkcyjnego. Jego główne funkcje obejmują zbieranie aktualnych danych (pomiarów), ich wizualizację, sterowanie procesem, alarmowanie oraz archiwizację danych. Termin SCADA zwykle odnosi się do systemu komputerowego, który pełni rolę nadrzędną w stosunku do sterowników PLCi innych urządzeń. Sterowniki PLC połączone są bezpośrednio z urządzeniami wykonawczymi (zawory, pompy itp.) i pomiarowymi (czujniki temperatury, poziomu itp.) i zbierają aktualne dane z obiektu oraz wykonują automatyczne algorytmy sterowania i regulacji. Za pośrednictwem sterowników PLC dane trafiają do systemu komputerowego i tam są archiwizowane oraz przetwarzane na formę bardziej przyjazną dla użytkownika. Operatorzy systemu zadają generalne parametry procesu lub prowadzą proces w trybie ręcznym.
SCADA Zasada funkcjonowania 10
SCADA/PROCES TECHNOLOGICZNY 11
SCADA/URZĄDZENIA WYKONAWCZE 12
SCADA/URZĄDZENIA WYKONAWCZE 13
14
POZIOMY STEROWANIA 15 Poziomy sterowania Ze względu na sposób sterowania dzielimy je na: STEROWANIE ZDALNE Sterowanie ręczne (sterowanie procesem przez dyspozytora lub inżyniera) Sterowanie automatyczne (realizacja algorytmu przez sterownik) STEROWANIE LOKLANE Sterowanie ręczne (przez obsługę na obiekcie ze skrzynek sterowania lokalnego lub urządzeń)
STEROWANIE ZDALNE 16 Sterowanie zdalne Sterowanie napędem (zarówno włączenie i wyłączenie napędu) dokonywane jest przez operatora za pomocą myszki lub klawiatury i stacyjki softwarowej na ekranie monitora lub na obiekcie z panelu operatorskiego Polecenie wykonywane są przez system automatyki ze sprawdzeniem, czy operacja jest dozwolona przez system blokad i zabezpieczeń.
STEROWANIE ZDALNE Zasada działania 17
STEROWANIE ZDALNE Sterowanie zdalne 18
STEROWANIE ZDALNE Sterowanie zdalne 19
STEROWANIE ZDALNE Panel operatorski 20
STEROWANIE ZDALNE 21 Sterowanie lokalne (bez udziału systemu nadzorczego) Sterowanie napędem odbywa się za pomocą przycisków zamontowanych w skrzynkach sterowania lokalnego w pobliżu napędu lub zestawu sterowniczego zabudowanego na nim (np. falowniki, zawory automatyczne, załączanie napędów silnikowych itp.), Po uprzednim przełączeniu przełącznika wyboru rodzaju pracy.
STEROWANIE LOKALNE Sterowanie lokalne 22
STEROWANIE LOKLANE 23
WYBRANE POMIARY AKPiA APARATURA KONTROLNO POMIAROWA I AUTOMATYKA 24 Dla zapewnienia prawidłowego funkcjonowania procesu technologicznego lub produkcyjnego bardzo często potrzebne są pomiary kontrolne zmieniających się w nim w wielkości fizycznych Najczęściej wielkości fizyczne mierzone na to: Pomiary temperatury Pomiary ciśnienia Pomiary poziomu Pomiary prędkości i przepływu Pomiary drgań i wstrząsów Pomiary składu chemicznego
WYBRANE POMIARY AKPiA Pomiar temperatury 25 Rezystancyjny czujnik temperatury temperatury - elementem pomiarowym rezystancyjnego czujnika temperatury jest np. platynowy rezystor termometryczny o wartości rezystancji elektrycznej 100 Ω w temperaturze 0 C (nazywany Pt100) Rezystancja czujnika rośnie wraz ze wzrostem temperatury zgodnie z charakterystyką zależną od współczynnika temperaturowego materiału rezystora (zależność liniowa). Tytuł slajdu /prezentacji Wymagany typ sygnału wyjściowego można uzyskać przez wybór odpowiedniego przetwornika główkowego np.: 2-przewodowe przetworniki pomiarowe przetwarzające sygnał wejściowy na sygnał 4 20 ma lub, PROFIBUS-PA
POMIAR TEMPERATURY Charakterystyki czujników Pt100 26 Tytuł slajdu /prezentacji
POMIAR TEMPERATURY 27 Tytuł slajdu /prezentacji
WYBRANE POMIARY AKPiA 28 Pomiar ciśnienia Piezorezystancyjny czujnik ciśnienia - ciśnienie procesowe jest przenoszone za pośrednictwem metalowej membrany i wypełnienia olejowego na elektryczny mostek Wheatstone a, wykonany w technologii krzemowej zmiana rezystancji półprzeowdnika pod wpływem odkształceń membrany. Zmiany jego rezystancji są przetwarzane przez układ mikroprocesorowy, który na wyjściu daje zaktualizowany sygnał wyjściowy analagowy - stałoprądowy 4 20 ma (rzadziej 0 20 ma)
POMIAR CIŚNIENIE W PROCESIE TECHNOLOGICZNYM 29 Tytuł slajdu /prezentacji
POMIAR CIŚNIENIE W PROCESIE TECHNOLOGICZNYM 30 Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 31 Oczyszczalnia Ścieków we Wrocławiu Oczyszczalnia Ścieków w Legnicy Oczyszczalnia Ścieków w Dąbrowie Górniczej Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 32 Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 33 Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 34 Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 35 Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 36
ZREALIZOWANE OBIEKTY 37
ZREALIZOWANE OBIEKTY 38
ZREALIZOWANE OBIEKTY 39
ZREALIZOWANE OBIEKTY 40 Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 41 Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 42 Tytuł slajdu /prezentacji
ZREALIZOWANE OBIEKTY 43 Tytuł slajdu /prezentacji
Dziękuję za uwagę
PROCOM SYSTEM. Automatycznie więcej korzyści PROCOM SYSTEM S.A. ul. Stargardzka 8a 54-156 Wrocław tel. +48 71 77 66 700 fax +48 71 77 66 702 info@procomsystem.pl www.procomsystem.pl