Модернизация АСУТП промежуточного этапа производства продукта. Часть 2

Отправлено admin от вс, 02/28/2021 - 20:33
Подключение дополнительных клапанов

Поставленные в рамках проекта задачи:

  • Подключить дополнительные клапана;
  • Обеспечить управление и индикацию состояния клапанов на мнемосхеме в ПО WinCC;
  • Разработать алгоритм циркуляции и интегрировать его в существующую программу контроллера;
  • Произвести пусконаладку.

Техническое обеспечение:

  • Контроллер Siemens S7-400;
  • ПО Simatic Step 7;
  • ПО WinCC.

Монтаж клапанов уже был произведён, необходимо произвести физическое подключение к свободным портам ввода/вывода DI/DO.
Для дальнейшего оперирования сигналами индикации и управления клапанами, необходимо в программной среде Simatic Step 7 найти физические дискретные порты, к которым было произведено подключение клапанов, и присвоить им внутренние переменные.
После присвоения внутренних переменных, их необходимо интегрировать в рабочий алгоритм программы, таким образом сохраняя работоспособность системы с новыми клапанами.

Передача данных в WinCC
Для управления и передачи состояний новых клапанов в программной среде WinCC создаются тэги, в свойствах которых указывается адрес внутренних переменных на каждый клапан соответственно. Далее эти тэги используются при создании элементов мнемосхемы.
У новых клапанов разные предназначения, клапан Н1 полностью дублирует существующий и был добавлен для более удобного физического доступа; клапана Н2, Н3, Н4 были необходимы для возможности наполнения бачков; Н5, Н6, Н7 нужны для возможности слива с бачков без попадания в основной котёл.

Алгоритм циркуляции
В существующем режиме работы алгоритм начинался с того, что производился напуск жидкости в котёл до заданного объёма, после чего запускался процесс нагрева. Было необходимо разработать алгоритм, при котором до нагрева происходил напуск жидкости в объёме 10-15% от заданного, с этим объёмом производилась циркуляция между котлом и 1 бачком в течение 10 минут, после этого циркуляция между котлом и бачками 1 и 3 одновременно в течение 15 минут, после чего продолжился напуск жидкости до заданного объёма и работа системы в прежнем режиме.
Сложность заключается в том, что новый алгоритм нужно внедрить в существующий. Система работает согласно шагам рецепта, до начала напуска жидкости контроллер находится в шаге «готов к старту», после идёт шаг с напуском, после -  подогрев.
Было решено создать 2 новых шага идущих до шага с напуском. Шаг с новым напуском аналогичен существующему и объём жидксти задается также с верхнего уровня. Следующий новый шаг с циркуляцией имеет таймера, для их реализации был создан внутренний счётчик времени, который сравнивается с заданными значениями с верхнего уровня. Для такого управления в ПО WinCC в управлении рецептом созданы дополнительные параметры.

Алгоритм циркуляции

Таким образом циркуляция может производиться любым заданным объёмом и любое заданное время, что даёт гибкость в использовании, а также при необходимости можно отключить циркуляцию, выставив время циркуляции по нулям.

Пусконаладочные работы

По факту выполненных работ производим проверку ручного управления клапанами, индикацию состояний и работоспособность модернизированного алгоритма.