Proiectarea sistemelor de conducere cu automate programabile

Trimis la data: 2006-06-01 Materia: Automatica Nivel: Facultate Pagini: 11 Nota: / 10 Downloads: 12
Autor: Eugen Dimensiune: 349kb Voturi: Tipul fisierelor: doc Acorda si tu o nota acestui referat: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
vezi mai multe detalii vezi mai putine detalii
Raporteaza o eroare
Referat despre Proiectarea sistemelor de conducere cu automate programabile
Pentru a prezenta câteva caracteristici a unei metode de proiectare pe care o folosesc în cazul sistemelor de conducere cu automate programabile trebuie, la început, sa fac o delimitare a automatelor programabile de celelalte calculatoare care sunt folosite în cazul unui sistem de domotica. Aceasta este cu atât mai necesar cu cât exista automate programabile implementate pe PC, asa numitele Soft-PLC. Automatele programabile (AP) pot fi considerate microcalculatoare specializate care functioneaza în timp real, adica asigura o limita maxima pentru durata procesului de achizitie, prelucrare si redare a informatiilor.

Arhitectura tipica a unui AP este prezentata în Fig. 1. Se observa rolul important al intrarilor/iesirilor logice si analogice si al posibilitatilor de extensie. Intr-un sistem de domotica, Fig. 2, pot exista la nivelul de management si nivelul de automatizare calculatoare care nu îndeplinesc conditia de functionare în timp real, de exemplu diversele servere (web, baze de date, ftp, etc), gateway sau statii clienti. Sistemul lor de programare este diferit de cel pentru AP.

Desi în Fig. 2 nu apar, aproximativ 20% dintre calculatoarele folosite în conducerea automata în timp real nu sunt de tip AP, principala deosebire constând în caracteristicile software care permit o programare mai elastica. Într-adevar, schema de functionare pentru AP consta în scanarea intrarilor, executarea algoritmului de conducere, actualizarea iesirilor si realizarea operatiilor de întretinere. Proiectarea în aceasta situatie este concentrata asupra
algoritmului de conducere deoarece ciclurile de intrare, iesire si întretinere sunt ascunse.Celelalte tipuri de calculatoare folosite în conducerea automata, numite PAC (Programmable Automation Controller) ofera un acces mai profund la resursele hardware ale sistemului.

Si din Fig. 2 se observa rolul important al intrarilor/iesirilor si comunicarii prin magistrala (bus) de automatizare si magistralele de câmp. Automatele programabile pot juca diferite roluri într-un sistem de domotica: interconectare directa I/E, Interconectare I/E prin intermediul magistralei de câmp sau gateway între magistrale.

Semnalele I/E logice si analogice sunt prelucrate în mod diferit, Fig. 3 si din aceasta cauza si metodele de proiectare sunt diferite. Esantionarea cu o perioada constanta este esentiala atât pentru semnalele analogice cât si pentru semnalele logice. In continuare ma voi referii numai la proiectarea sistemelor cu evenimente discrete care folosesc AP.

Proiectarea unui sistem de conducere cu AP are cel putin urmatoarele etape:
1. Identificarea procesului.
2. Stabilirea algoritmului de conducere si a performantelor necesare.
3. Programarea AP
4. Configurarea AP

Orice discutie privind proiectarea sistemelor de conducere cu automate programabile nu poate fi facuta în afara standardelor IEC 61131 si IEC 61499. Standardul IEC 61131 are urmatoarele sectiuni:
- IEC 61131-1 Generalitati
- IEC 61131-2 Testare
- IEC 61131-3 Programare si tipuri de date
- IEC 61131-4 Ghidul utilizatorului
- IEC 61131-5 Comunicatii
- IEC 61131-7 Conducerea Fuzyy

Evolutia standardelor referitoare la AP este prezentata în tabelul urmator:

O importanta deosebita are standardul IEC 61131-3 care prevede urmatoarele modele pentru programarea AP:
1. LD (Ladder Diagram) – schema desfasurata cu contacte si relee
2. FBD (Function Block Diagram) – schema bloc
3. IL (Instruction List) – program tip assembler
4. ST (Structured Text) – program tip Pascal
5. SFC (Sequential Function Charts) –grafcet

Un program sub forma de FBD conform IEC 61499 pentru acest sistem de conducere distribuit apare în Fig. 5. Între blocurile functionale exista o legatura la nivelul fluxului de evenimente si la nivelul fluxului de date. Fiecare bloc poate sa aiba diferite intrari si iesiri cum ar fi referinta SP si iesirea AUT pentru regulatorul PID. Blocul RESTART furnizeaza eveniment pentru executia periodica a celorlalte blocuri functionale.

În cadrul foarte general furnizat de aceste standarde vreau sa prezint o modalitate de proiectare a sistemelor cu AP pe care am elaborat-o. Bineînteles ca metoda are multe limitary dar este mai simpla si, lucru important, destul de algoritmizata, permitând si inginerilor mai putin experimentati proiectarea unor sisteme de conducere cu performante bune. În primul rând, modelul pentru sistemul de conducere este o retea Petri conforma si nu un grafcet cum prevede IEC 61131-3. Grafcetul este mai general si mai elastic pentru constructia de modele decât reteaua Petri /11/.

În schimb modelul Petri este mai usor de analizat si trades sub forma unui model matematic care sa stea la baza elaborarii programului pentru AP. Stabilirea relatiilor logice o fac cu ajutorul unor automate elementare cu prioritate la pornire, spre deosebire de solutia recomandata în /8/ care foloseste automate elementare cu prioritate la oprire. Solutia mea este mai aproape de spiritul grafcetului si evita erori care pot apare la elaborarea unor modele care contin paralelisme de tip conveyor. Metoda de proiectare va fi prezentata în continuare pe baza exemplului automatului care porneste un motor electric si dupa o rotatie îl opreste în pozitia initiala, Fig. 6.

Primul pas în proiectarea unui sistem automat consta în alegerea solutiei de conducere automata. În cazul de fata se doreste o solutie simpla, care sa nu controleze continuu pozitia axului motorului. Motorul trebuie sa porneasca la actionarea butonului de pornire p si sa se opreasca la actionarea contactului a care indica terminarea unei rotatii. Algoritmul de conducere prezentat ia în considerare numai evenimente discrete logice si prin urmare sistemul automat va fi de tip cu evenimente discrete.

Automatistul împreuna cu tehnologul elaboreaza schema tehnologica cu aparatura de automatizare din Fig. 4. Modul în care se realizeaza aceasta nu poate fi algoritmizat. Solutia aleasa depinde de foarte multi factori: banii disponibili pentru instalatia de automatizare, aparatele de automatizare care pot fi procurate, mediul de lucru al sistemului, fiabilitatea impusa sistemului, calificarea necesara personalului de întretinere, costul si timpul acordat proiectului de automatizare, etc.

In cazuri simple, ca acesta, se folosesc exemple asemanatoare. Schema tehnologica cu aparatura de automatizare prezinta instalatia care urmeaza sa fie condusa automat, motorul electric împreuna cu traductorul de pozitie si statia de comanda cu numarul 1. Traductorul de pozitie este format din reductorul de turatie, cama, palpatorul si contactul a. La terminarea unei rotatii palpatorul actioneaza contactul a care se închide. Motorul se mai roteste putin si datorita formei camei palpatorul deschide contactul a. În aceasta pozitie motorul trebuie sa se opreasca. Traductorul trebuie ales dupa caracteristicile tehnice necesare din cataloagele de specialitate sau trebuie proiectat si construit. Statia de comanda a pozitiei motorului are la intrare contactele a si p, si la iesire contactul k2.

Simbolul care o reprezinta indica faptul ca statia de comanda se gaseste în alt loc decât motorul electric. Distanta dintre statie si motor poate ajunge la câteva sute de metri. Din punct de vedere fizic statia de comanda este un dulap, cutie sau tablou care contine diferite componente si aparate de automatizare. In mod curent statia de comanda poate contine:

- Alimentarea cu energie electrica a instalatiei tehnologice.
- Alimentarea instalatiei de automatizare.
- Automatul, automatul programabil, regulatoarele sau microcalculatorul de proces.
- Sistemul de semnalizare.
- Sistemul de protectie.
- Sistemul de comutare în diferite regimuri de functionare.
- Sistemul de comunicare la distanta.

  • pag. 1
  • pag. 2
  • pag. 3
  • pag. 4
  • pag. 5
  • pag. 6
  • pag. 7
  • pag. 8
  • pag. 9
  • pag. 10

Nota explicativa
Referatele si lucrarile oferite de Referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.

Iti recomandam ca referatele pe care le downloadezi de pe site sa le utilizezi doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale pentru conceperea unui referat nou, propriu si original.

Referat.ro te invata cum sa faci o lucrare de nota 10!
Filmele zilei
Linkuri utile
Programeaza-te online la salonul favorit Descarca gratuit aplicatiile pentru iOS si Android Filmulete haioase Filme, poante si cele mai tari faze Jocuri Cele mai tari jocuri de pe net Referate scoala Resurse, lucrari, referate materiale pentru lucrari de nota 10 Bacalaureat 2017 Vezi subiectele examenului de Bacalaureat din 2017 Evaluare Nationala 2017 Ultimele informatii despre evaluare nationala
Toate imaginile, textele sau alte materiale prezentate pe site sunt proprietatea referat.ro fiind interzisa reproducerea integrala sau partiala a continutului acestui site pe alte siteuri sau in orice alta forma fara acordul scris al referat.ro. Va rugam sa consultati Termenii si conditiile de utilizare a site-ului. Informati-va despre Politica de confidentialitate. Daca aveti intrebari sau sugestii care pot ajuta la dezvoltarea site-ului va rugam sa ne scrieti la adresa webmaster@referat.ro.
Acest site foloseste cookies: Prin navigarea pe acest site, va exprimati acordul asupra folosirii cookie-urilor. Detalii aici OK