Разработка проекта модернизации системы управления теплоснабжением
2.3.1 Выбор и обоснование микропроцессорного контроллера (МК)
За последние годы достигнуты значительные успехи в совершенствовании методов и средств управления технологическими процессами. До появления и широкого освоения промышленностью дешевых программируемых средств (микропроцессоров, ПЗУ, ПЛМ и др.) техническую основу систем автоматизации составляли, с одной стороны, аналоговые и релейные схемы с "жестким" алгоритмом функционирования, а с другой - свободно программируемые управляющие устройства на базе мини - и микро-ЭВМ. В настоящее время в промышленности широкое применение нашел новый класс микропроцессорных средств автоматизации - программируемые контроллеры, появившиеся на базе развития и слияния двух предшествовавших направлений.
Использование контроллера в системе управления имеет ряд преимуществ:
1) контроллер одинаково хорошо работает как в линейных, так и в нелинейных системах управления;
2) в отличие от аналоговых регуляторов контроллер не требует дополнительной аппаратуры;
3) все вычисления производятся по машинным программам, которые при необходимости могут быть изменены;
4) контроллер может регулировать процесс при изменяющемся во времени задании (законе регулирования), причем без подключения дополнительной аппаратуры и без вмешательства оператора.
В настоящее время из-за финансовых трудностей не представляется возможным разработка для конкретного регулируемого электропривода оптимального по составу, функциональным конструктивным требованиям специализированного микропроцессорного устройства, как это делают известные фирмы-производители электроприводов за рубежом. Поэтому в наших условиях единственным вариантом создания современной высокотехнологичной системы управления является применение доступных на отечественном рынке готовых микропроцессорных комплектов.
Выбор контролера произведем, рассмотрев несколько доступных на российском рынке контролеров отечественного и зарубежного производства, учитывая их стоимость и функциональные возможности.
Программируемый контроллер SIMATIC S7-300
Программируемые контроллеры SIMATIC являются базовой системой автоматизации всех отраслей промышленного производства, объединяющей в своем составе стандартную аппаратуру управления и широкую гамму промышленного программного обеспечения.
Программируемый контроллер SIMATIC S7-300 стандартного исполнения предназначен для эксплуатации в нормальных промышленных условиях.
Ключевые особенности контролера SIMATIC S7-300:
- модульный программируемый контроллер предназначен для решения задач автоматизации низкой и средней степени сложности;
- широкий спектр модулей для максимальной адаптации аппаратуры к решению любой задачи;
- высокая гибкость, возможность использования систем распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности;
- удобная конструкция, простота монтажа, работа с естественным охлаждением;
- простота расширения системы в ходе модернизации объекта;
- высокая производительность благодаря наличию большого количества встроенных функций;
- степень защиты IP 20 в соответствии с IEC 529;
- диапазон рабочих температур при горизонтальной установке 0…60°C (-25…60°C - Outdoor);
- при вертикальной установке 0…40°C (-25…40°C - Outdoor);
- относительная влажность 5…95%, без конденсата (RH уровень сложности 2 в соответствии с IEC 1131-2);
- атмосферное давление 795 … 1080 ГПa;
- изоляция цепи =24 В - испытательное напряжение =500В;
- изоляция цепи ~230 В - испытательное напряжение ~1460В.
Характерные особенности структуры ПЛК фирмы Siemens:
1. Два многофункциональных модуля менеджера событий (EVA и EVB). Восьмиканальный генератор (ШИМ) и два 16-разрядных таймера общего назначения в составе каждого менеджера событий обеспечивают:
прямое цифровое управление по шести каналам трехфазным инвертором напряжения в режимах фронтовой, центрированной или векторной ШИМ-модуляции;
управление дополнительными ключами по двум каналам в режимах стандартной фронтовой или центрированной ШИМ-модуляции;
быстродействующую аварийную блокировку выходов ШИМ-генератора по внешнему сигналу;
защиту силовых ключей в стойке инвертора от сквозного тока на базе программируемого генератора «мертвого времени».