Модуль системы противоаварийной автоматической защиты цеха по получению литейных смол
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?вательно, данный контроллер при определенных условиях обладает аппаратной и программной избыточностью. Поэтому существует возможность создания детерминированные системы.
Основные технические параметры и предварительный экономический расчет SIMATIC S7-200 приведены в таблице 4.
Таблица 4. Технико-экономические параметры контроллера SIMATIC S7-200
Перечень оборудованияЦена, €Основные технические параметрыЦентральный процессор CPU 222209Напряжение питания - 24 В; Допустимый перерыв в питании - 5 мкс; Потребляемая мощность - 2 Вт; Время отклика - 2-8 мс; Диапазон рабочих температур (от 0C до +50C).Модуль ввода AI (EM231)236Пакет программирования(Step 7micro)300Итого в €:745Итого в рублях:29800
Исходя из технико-экономических параметров SIMATIC S7-200, а также ввиду наличия определенного опыта программирования и наладки данного ПЛК считаю наиболее рациональным решениям использовать при проектировании системы ПАЗ именно этот контроллер.
3.2 Выбор датчика температуры
При выборе датчика температуры нужно помнить, что оборудование КИПиА один из самых ответственных элементов системы ПАЗ. В случае ложного срабатывания датчика или, наоборот, в случае опасного отказа система ПАЗ будет не в состоянии адекватно оценить ситуацию и соответственно перевести систему в безопасное состояние. Следовательно, датчики должны соответствовать всем заявленным критериям надежности и безопасности. На сегодняшний день на рынке представлено множество разнообразных датчиков температуры, разных производителей, всевозможных диапазонов измерения. В рамках данного проекта, при выборе датчика, мною были рассмотрены следующие производители:
1.Aplisens (CTR-ALW/9/Ex/316/SN/600/120/+20..+120);
2.Теплоприбор (ТСМУ3222,0..150, 600мм.,УХЛ3.1,ОЕхiaIIBT5x);
.Метран (ТСМУ Метран-271-08-Ехd-630-0,5-Н10-(-40..300)-4..20мА-БК-Т6).
Основные параметры указанных датчиков приведены в таблице 5.
Таблица 5. Сравнение вариантов решений при выборе датчика температуры
ПараметрыПо ТЗТеплоприборAplisensМетранЧувствительный элемент-Термопара КPt100Pt100Точность при 25 С 1 %0,5 %0,1 %0,5 %Нелинейность 0,5 % 0,1 % 0,05 % 0,1 %Рабочая температураТА -20 - +70 СТА -40 - +60 СТА -40 - +80 СТА -40 - +60 СИзмерительный диапазон-20...+300С-20...+300С-200.+550С-40...+300СВыходной сигнал датчика4..20 мА (двухпроводная система)4..20 мА (двухпроводная система)4..20 мА (двухпроводная система)4..20 мА (двухпроводная система)ИсполнениеЕх, для взрывоопасных помещенийЕх, для взрывоопасных помещенийЕх, для взрывоопасных помещенийЕх, для взрывоопасных помещений
Таким образом, наиболее высокие метрологические параметры имеет датчик компании Aplisens. [5] Следовательно, для контроля температуры (скорости изменения) в реакторе я выбрал именно этот датчик.
4. Описание конструкции и работы системы ПАЗ
4.1 Структура системы ПАЗ
В соответствии с техническим заданием система ПАЗ - это физически отдельная система управления предусмотрена для реакторов 1.Р.1. В процессе проектирования мною были выделены датчик, исполнительные механизмы и указаны алгоритмы перевода технологического процесса в безопасное состояние при самом худшем сценарии развития отказа основной системы управления (САУ цеха).
Функциональная и структурная схемы ПАЗ приведены в приложении.
Срабатывание алгоритма ПАЗ приводит к переводу продукции, находящейся в реакторах, в разряд бракованной.
Система ПАЗ имеет полностью независимую структуру:
.Содержит свой датчик и исполнительные механизмы не связанные с основной системой управления;
.Содержит свой контроллер, управляющий алгоритмом работы ПАЗ;
.Кабельные трассы системы ПАЗ проложены независимо от основной системы управления;
.Система ПАЗ оснащена собственным источником бесперебойного питания;
.Система ПАЗ выдает диагностический и предупредительные сигналы в САУ цеха.
4.2 Требования к функционированию системы ПАЗ
От контроллера ПАЗ в контроллер АСУТП передаются дискретные сигналы:
.Контроллер ПАЗ в работе (включен);
.Предварительная сигнализация по параметру скорость возрастания температуры;
.Осуществлен аварийный останов производства по параметру скорость возрастания температуры;
4.Положение исполнительных механизмов, входящих в систему ПАЗ .
САУ цеха должна отображать для оператора и вести протокол получения этих сигналов. При отсутствии сигнала контроллер ПАЗ в работе САУ цеха должна самостоятельно выполнить процедуру штатного останова производства и заблокировать дальнейшую работу системы.
Программное обеспечение контроллера ПАЗ должно содержать следующие настройки, которые должны быть уточнены при наладке и должны быть включены в отчет о результатах проведения пуско-наладочных работ:
.Уставка выдачи предварительной сигнализации по параметру скорость возрастания температуры;
.Уставка осуществления аварийного останова производства по параметру скорость возрастания температуры;
.Уставка порционности подачи пожарнохозяйственной воды (время открытого состояния клапана подачи пожарнохозяйственной воды).
Для выполнения требований п.6.3.2 ПБ [1] датчик температуры (средний срок службы -12 лет) должны быть заменены на новые через 4 года их эксплуатации, а контроллер (MTBF 42 года) - через 14 лет.
4.3 Принцип работы и конструктивные особенности системы ПАЗ
Модуль системы ПАЗ состоит из трех функциональных частей:
1.Шкаф системы ПАЗ (Шпаз);
2.Исполнительные механизмы (з