VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

С чего начиналась промышленная автоматика? А начиналось все с контактно-релейных схем управления промышленными процессами. Бурное развитие микропроцессорной техники привели к созданию систем управления технологическими процессами на базе промышленных контроллеров.

ПЛК – программируемый логический контроллер, представляет собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, имеющий конечное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, ключей, исполнительных механизмов к объекту управления, и предназначенный для работы в режимах реального времени (рисунок 1).

Рис. 1. Внешний вид программно-логического контроллера.

Принцип работы ПЛК несколько отличается от «обычных» микропроцессорных устройств. Программное обеспечение универсальных контроллеров состоит из двух частей. Первая часть это системное программное обеспечение. Проводя аналогию с компьютером можно сказать, что это операционная система, то есть управляет работой узлов контроллера, взаимосвязи составляющих частей, внутренней диагностикой. Системное программное обеспечение ПЛК расположено в постоянной памяти центрального процессора и всегда готово к работе. По включению питания, ПЛК готов взять на себя управление системой уже через несколько миллисекунд. ПЛК работают циклически по методу периодического опроса входных данных.

Рабочий цикл ПЛК включает 4 фазы:

1. Опрос входов;

2. Выполнение пользовательской программы;

3. Установку значений выходов;

4. Некоторые вспомогательные операции (диагностика, подготовка данных для отладчика, визуализации и так далее).

Выполнение первой фазы обеспечивается системным программным обеспечением. После чего управление передается прикладной программе, той программе, которую вы сами записали в память, по этой программе контроллер делает то что вы пожелаете, а по завершению управление опять передается системному уровню.

Шахтная скиповая подъемная установка является характерным примером механизма с автоматической отработкой цикла, требуемую производительность которого удается обеспечить в основном за счет поддержания постоянства замедления электропривода при переходе с рабочей скорости на скорость дотягивания к уровню точной остановки.

Электропривод подъемных установок может потреблять до 40% всей электроэнергии, расходуемой шахтой и его мощность может достигать 5-10 тысяч кВт.

Шахтный подъем является наиболее важным процессом в технологической цепи добычи полезного ископаемого. Являясь транспортом с канатной тягой, подъем относится к дискретному виду транспорта, когда доставка груза в конкретный пункт осуществляется порциями лимитированного объема по массе.

Если на скиповой подъемник установить программно-логический контроллер, то это увеличит производительность и его можно будет управлять через компьютер, что значительно облегчит эксплуатацию данного оборудования (рисунок 2).

Рис. 2. ПЛК с управлением от компьютера.

Функции системы выполняются непрерывно в соответствии с непрерывным характером ведения технологического процесса. Система выполняет следующие функции:

• Автоматическое управление движением подъемной машины, обеспечивающее ускорение, замедление и равномерный ход

• Регулирование скорости двигателя по величине, заданной внешним сигналом в соответствии с технологическим режимом подъемной машины

• Регулирование тока возбуждения двигателя

• Регулирование токов для трехфазных управляемых тиристорных нереверсивных импульсных выпрямителей якорной цепи двигателя, соединенных параллельно

• Аварийное выключение подъемной машины с включением предохранительного тормоза при аварийных значениях контролируемых параметров или выходе из строя силового оборудования

• Обеспечение работы подъемной машины в режимах: «Автоматический», «Ручной» и «Ревизия»

• Представление информации на пульт машиниста с установленной видеотермальной станцией

• Архивирование информации в базе данных

• Отображение исторической информации в виде графических трендов

• Диагностика состояния системы управления, полевых приборов и исполнительных механизмов

• Представление информации в корпоративную есть передачи данных Ethernet.

В век процветания наука техники должна идти в ногу со временем. Таким образом программно-логарифмический контроллер является незаменимым устройством в сфере большого производства.